(57)【要約】【課題】  高分子アクチュエータを用いながら簡易かつ迅速に、光学部品の位置調整を行い得るアクチュエータおよび光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】  ＡＣＴ１、ＡＣＴ２、ＡＣＴ３の飽和変位量は４：２：１とされ、ＡＣＴ２とＡＣＴ３はＡＣＴ１に対して並列に連結されている。飽和電位の印加によってＡＣＴ１が長手方向に縮み、ＡＣＴ２、ＡＣＴ３が長手方向に伸びる場合、変位ストロークの分解能は８段階となる。可動端には、収差補正用のレンズが連結される。駆動量演算回路６０２は、ディスク種別信号と収差補正信号をもとにレンズの駆動量を演算し、Ａ／Ｄコンバータ６０１に供給する。Ａ／Ｄコンバータ６０１は、駆動量を２進ビット化（３ビット）し、ビット値が１の場合に信号線に飽和電位Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を印加する。これにより、駆動量演算回路６０２にて算出された駆動量が高分子アクチュエータ３００の可動端に生じレンズが駆動される。【選択図】    図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧印加によって導電性高分子材料中のドーパントイオン量が増加または減少し前記導電性高分子材料を含む構造体に被駆動体を変位させるための変位ストロークが生じるアクチュエータにおいて、
前記構造体からなるユニットを複数連結すると共に、各ユニットに個別に電圧を印加するための構成を配した、
ことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
請求項１において、
印加電圧に対する飽和変位量が相違する数種の前記ユニットが連結されている、
ことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項３】
請求項２において、
前記飽和変位量は、前記被駆動体の駆動に要求される前記変位ストロークの分解能に応じて設定されている、
ことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項４】
請求項３において、
前記飽和変位量は、異なる飽和変位量の間の比が小さいものから順に２のべき乗の関係を連続して満たすようにして設定されている、
ことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れかにおいて、
複数の前記ユニットが直列および／もしくは並列に連結されている、
ことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項６】
請求項５において、
前記各ユニットは、電位を印加したときに前記被駆動体に対して同一方向の前記変位ストロークを生ぜしめるようにして連結されている、
ことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項７】
電圧印加によって導電性高分子材料中のドーパントイオン量が増加または減少し前記導電性高分子材料を含む構造体に被駆動体を変位させるための変位ストロークが生じるアクチュエータによって光学部品が駆動される光ピックアップ装置において、
前記アクチュエータは、前記構造体からなるユニットが複数連結されると共に、各ユニットに個別に電圧を印加するための手段が配されて構成されている、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記アクチュエータは、印加電圧に対する飽和変位量が相違する数種の前記ユニットが連結されて構成されている、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記飽和変位量は、前記光学部品の駆動に要求される前記変位ストロークの分解能に応じて設定されている、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１０】
請求項９において、
前記飽和変位量は、異なる飽和変位量の間の比が小さいものから順に２のべき乗の関係を連続して満たすようにして設定されている、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１１】
請求項７ないし１０の何れかにおいて、
前記アクチュエータは、複数の前記ユニットが直列および／もしくは並列に連結されて構成されている、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記各ユニットは、電位を印加したときに前記被駆動体に対して同一方向の前記変位ストロークを生ぜしめるようにして連結されている、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１３】
請求項７ないし１２の何れかにおいて、
前記光学部品は、レーザ光の波面状態を調整するためのレンズであり、前記アクチュエータは、該レンズを前記レーザ光の光軸方向に変位させる、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１４】
請求項７ないし１３の何れか一項に記載の光ピックアップ装置を搭載した光ディスク装置において、
前記光学部品の変位ストローク量に応じて、電圧を印加すべき前記ユニットに選択的に、これら各ユニットに前記飽和変位量を生ぜしめる電圧を印加する手段を有する、
ことを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータ、光ピックアップ装置および光ディスク装置に関し、特に、光学部品の位置を簡易かつ迅速に調整する際に用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤ（Compact Disc）ドライブやＤＶＤ（Digital versatile Disc）ドライブ等に搭載される光ピックアップ装置には、レンズや半導体レーザ等の光学部品を光軸方向に駆動するアクチュエータが配備されている。たとえば、ＣＤ、ＤＶＤ、次世代ＤＶＤの互換型として用いられる光ピックアップ装置においては、各レーザ光の波面状態を適正なものに調整するために、たとえば、半導体レーザから対物レンズまでの間の光路中に、固定レンズと可動レンズからなるエキスパンダとこれを駆動するアクチュエータが配される。対象ディスクの切り替えや収差の発生状態に応じて制御信号がアクチュエータに供給され、可動レンズが光軸方向に変位される。これにより、レーザ光の波面状態が、対象ディスクの基板厚や対物レンズの特性に応じた波面状態に調整される。
【０００３】
この場合、可動レンズを駆動するためのアクチュエータとして、たとえば、ステッピングモータとその伝達機構からなるアクチュエータを用いることができる。しかし、このアクチュエータにおいては、駆動源としてステッピングモータが用いられるためアクチュエータのコストが上昇し、また、伝達機構の構成が複雑になるとの問題も生じる。
【０００４】
これに対し、近年、導電性高分子材料を用いたアクチュエータが種々検討されている。かかるアクチュエータは、導電性高分子層に電位を印加して電解質中のイオンを取り込ませ、これにより、導電性高分子層の体積を膨張・縮小させてアクチュエータの変位ストロークを得るものである。
【０００５】
たとえば、以下の特許文献１には、特性の異なる２種の導電性高分子材料を積層して形成した高分子アクチュエータが記載されている。かかる高分子アクチュエータは、図８に示す如く、層形成部分Ａ１（材料ａ）とＡ２（材料ｂ）、Ｂ１（材料ｂ）とＢ２（材料ａ）を積層して形成されている。さらに、層形成部分Ａ１およびＡ２の間と、Ｂ１およびＢ２の間には、電位を印加するための導電性薄膜が形成されている。
【０００６】
導電性薄膜を介して層形成部分Ａ１とＡ２の間、Ｂ１とＢ２の間にプラスまたはマイナスの電位を与えると、高分子アクチュエータは、同図の酸化状態（上段）または還元状態（下段）に示す如く変形する。導電性薄膜にプラスの電位を与えた場合には、層形成部分Ａ１とＢ２に電解質からアニオン（ドーパント）が取り込まれてこの層形成部分が伸張し、一方、層形成部分Ａ２とＢ１から電解質にカチオン（ドーパント）が離脱してこの層形成部分が収縮する。これにより、図８上段のように高分子アクチュエータが変形する。また、導電性薄膜にマイナスの電位を与えると、上記とは逆の現象が起こり、高分子アクチュエータは図８下段のように変形する。
【０００７】
かかる変形によって、導電性高分子アクチュエータには、同図の左右方向においてストローク変化が生じる。かかるストローク変化を利用して、上記エキスパンダの可動レンズの駆動を行うことができる。たとえば、図８に示す高分子アクチュエータの左右何れか一端を固定し、他端を上記エキスパンダの可動レンズに連結することにより、可動レンズを光軸方向に変位させることができる。このとき、高分子アクチュエータに印加する電位の極性およびその大きさに応じて、可動レンズの駆動方向および駆動量を調整することができる。
【０００８】
なお、各層に対しアニオンおよびカチオンの脱注入を行うための電解質を与える方法として、積層体の周りに電解質（溶液）を充填する方法の他、図９に示すように固体電解質層を積層する方法をとることもできる。
【０００９】
また、以下の特許文献２には、図１０に示すような導電性高分子アクチュエータが記載されている。かかるアクチュエータにおいては、可撓性材料により形成された筺体の内部空間に円柱状の作動部が配されている。この作動部と対極との間に電源から電圧を印加することにより、筺体内部に充填された電解質から作動部にドーパントイオンが脱注入され、作動部が電解伸縮する。これにより、筺体の先端部に駆動力が生じる。この駆動力を利用して、上記エキスパンダの可動レンズを駆動することもできる。
【特許文献１】特開２００４−１６２０３５号公報
【特許文献２】特開２００４−１６２０３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記導電性高分子アクチュエータは、導電性材料を駆動源として用いるため、コストの低減を図ることができる。また、アクチュエータ自身が変形しこれによりストローク変化が生じるものであるため、駆動力の伝達機構が不要となり、構成の簡素化を図ることができる。特に、図９に示すように、電解質として固体電解質層を用いると、電解質を充填する必要がなくなり、更なる構成の簡素化を図ることができる。
【００１１】
しかし、上記導電性高分子アクチュエータは、印加電圧によって変位ストロークを微調整するのが難しいとの問題を有している。この場合、導電性高分子材料に印加される印加電流を計測することによってストローク量を検出し、これをもとにアクチュエータの変位量を調整することも可能であるが、この場合には、制御がかなり複雑となり、迅速なストローク制御が困難になると問題が生じる。
【００１２】
そこで、本発明は、かかる問題を解消し、導電性高分子アクチュエータを用いながら簡易かつ迅速に、光学部品の位置調整を精度よく行い得るアクチュエータおよび光ピックアップ装置を提供し、さらに、かかる光ピックアップ装置を円滑に制御し得る光ディスク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】
【００１３】
上記課題に鑑み本発明は、以下の特徴を有する。
【００１４】
請求項１の発明は、電圧印加によって導電性高分子材料中のドーパントイオン量が増加または減少し前記導電性高分子材料を含む構造体に被駆動体を変位させるための変位ストロークが生じるアクチュエータにおいて、前記構造体からなるユニットを複数連結すると共に、各ユニットに個別に電圧を印加するための構成を配したことを特徴とする。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１に記載のアクチュエータにおいて、印加電圧に対する飽和変位量が相違する数種の前記ユニットが連結されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項２に記載のアクチュエータにおいて、前記飽和変位量は、前記被駆動体の駆動に要求される前記変位ストロークの分解能に応じて設定されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項３に記載のアクチュエータにおいて、前記飽和変位量は、異なる飽和変位量の間の比が小さいものから順に２のべき乗の関係を連続して満たすようにして設定されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項１ないし４の何れかに記載のアクチュエータにおいて、複数の前記ユニットが直列および／もしくは並列に連結されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項５に記載のアクチュエータにおいて、前記各ユニットは、電位を印加したときに前記被駆動体に対して同一方向の前記変位ストロークを生ぜしめるようにして連結されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項７の発明は、電圧印加によって導電性高分子材料中のドーパントイオン量が増加または減少し前記導電性高分子材料を含む構造体に被駆動体を変位させるための変位ストロークが生じるアクチュエータによって光学部品が駆動される光ピックアップ装置において、前記アクチュエータは、前記構造体からなるユニットが複数連結されると共に、各ユニットに個別に電圧を印加するための手段が配されて構成されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項８の発明は、請求項７に記載の光ピックアップ装置において、前記アクチュエータは、印加電圧に対する飽和変位量が相違する数種の前記ユニットが連結されて構成されていることを特徴とする。
【００２２】
請求項９の発明は、請求項８に記載の光ピックアップ装置において、前記飽和変位量は、前記光学部品の駆動に要求される前記変位ストロークの分解能に応じて設定されていることを特徴とする。
【００２３】
請求項１０の発明は、請求項９に記載の光ピックアップ装置において、前記飽和変位量は、異なる飽和変位量の間の比が小さいものから順に２のべき乗の関係を連続して満たすようにして設定されていることを特徴とする。
【００２４】
請求項１１の発明は、請求項７ないし１０の何れかに記載の光ピックアップ装置において、前記アクチュエータは、複数の前記ユニットが直列および／もしくは並列に連結されて構成されていることを特徴とする。
【００２５】
請求項１２の発明は、請求項１１に記載の光ピックアップ装置において、前記各ユニットは、電位を印加したときに前記被駆動体に対して同一方向の前記変位ストロークを生ぜしめるようにして連結されていることを特徴とする。
【００２６】
請求項１３の発明は、請求項７ないし１２の何れかに記載の光ピックアップ装置において、前記光学部品は、レーザ光の波面状態を調整するためのレンズであり、前記アクチュエータは、該レンズを前記レーザ光の光軸方向に変位させることを特徴とする。
【００２７】
請求項１４の発明は、請求項７ないし１３の何れか一項に記載の光ピックアップ装置を搭載した光ディスク装置において、前記光学部品の変位ストローク量に応じて、電圧を印加すべき前記ユニットに選択的に、これら各ユニットに前記飽和変位量を生ぜしめる電圧を印加する手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、飽和変位量を与える電圧を各ユニットに選択的に印加することによりアクチュエータの変位ストロークが設定されるため、上述の如く導電性高分子材料に印加される印加電流を計測して変位ストローク量を検出し、これをもとにアクチュエータの変位ストローク量を設定する場合に比べ、変位ストローク量の制御処理が大幅に簡素化される。これにより、アクチュエータのストローク制御の迅速化を図ることができる。
【００２９】
また、請求項２および８のように、飽和変位量が相違する数種の前記ユニットを連結してアクチュエータを構成すれば、変位ストロークのバリエーションを増大させることができ、さらに、請求項３および９、４および１０のように飽和変位量を設定すると、被駆動体または光学部品の駆動に要求される分解能に応じたバリエーションの変位ストロークを実現することができる。
【００３０】
このとき、各ユニットの連結は、請求項５および１１に示すように、複数の前記ユニットが直列および／もしくは並列に連結されるようにして行うことができる。特に、請求項６および１１のようにして連結すると、大きなストローク変化を細かい分解能にて実現することができる。
【００３１】
なお、本発明に係るアクチュエータは、請求項１３に示すように、レーザ光の波面状態を調整するためのレンズを駆動するアクチュエータとして用いて好ましいものである。すなわち、本発明によるアクチュエータは、細かい分解能にて比較的大きな変位ストローク量を得たい場合に用いて優れた効果を発揮する。本発明によるアクチュエータは、小さな印加電圧にて比較的大きなストローク変化を実現できるとの効果を奏し得る。
【００３２】
また、本発明に係る光ピックアップ装置を用いる場合、光ディスク装置は、請求項１４の構成を具備するのが好ましい。これにより、飽和変位量を与える電圧が各ユニットに選択的に印加され、円滑に、変位ストロークの制御を行うことができる。
【００３３】
なお、上記各請求項における「ユニット」は、以下の実施の形態においては、高分子フィルムあるいは高分子アクチュエータ部（たとえば、図３、図４、図５におけるＡＣＴ１、ＡＣＴ２、ＡＣＴ３）として示されている。
【００３４】
本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも、本発明の一つの例示であって、本発明ないし各構成要件の意義は、以下の実施形態に記載されたものに制限されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。本実施の形態は、青紫色レーザ光を用いた次世代ＤＶＤと、ＤＶＤ、ＣＤに対して互換記録／再生を行い得る光ピックアップ装置に本発明を適用したものである。
【００３６】
図１は、光ピックアップ装置の光学系を示すものである。
【００３７】
図示の如く、光ピックアップ装置には、ＣＤ用レーザ光（波長７８０ｎｍ）、ＤＶＤ用レーザ光（波長６５５ｎｍ）および次世代ＤＶＤ用レーザ光（波長４０７ｎｍ）をそれぞれ出射する３つの半導体レーザ１０１、１０４、１０７が配されている。
【００３８】
半導体レーザ１０１から出射されたＣＤ用レーザ光（直線偏光）は、コリメータ１０２にて平行光に変換された後、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）１０３にてほぼ全反射され、ダイクロプリズム１１０ａに入射される。半導体レーザ１０４から出射されたＤＶＤ用レーザ光（直線偏光）は、コリメータ１０５にて平行光に変換された後、ＰＢＳ１０６にてほぼ全反射され、ダイクロプリズム１１０ａに入射される。ダイクロプリズム１１０ａは、ＣＤ用レーザ光をほぼ全透過しＤＶＤ用レーザ光をほぼ全反射するよう構成されている。ダイクロプリズム１１０ａに入射されたＣＤ用レーザ光とＤＶＤ用レーザ光のうち、ＣＤ用レーザ光はダイクロプリズム１１０ａを透過し、ＤＶＤ用レーザ光は反射され、それぞれダイクロプリズム１１０ｂに入射される。
【００３９】
半導体レーザ１０７から出射された次世代ＤＶＤ用レーザ光（直線偏光）は、コリメータ１０８にて平行光に変換された後、ＰＢＳ１０９にてほぼ全反射され、ダイクロプリズム１１０ｂに入射される。ダイクロプリズム１１０ｂは、ＣＤ用レーザ光とＤＶＤ用レーザ光をほぼ全透過し次世代ＤＶＤ用レーザ光をほぼ全反射するよう構成されている。ダイクロプリズム１１０ｂに入射されたＣＤ用レーザ光、ＤＶＤ用レーザ光および次世代ＤＶＤ用レーザ光のうち、ＣＤ用レーザ光とＤＶＤ用レーザ光はダイクロプリズム１１０ｂを透過し、次世代ＤＶＤ用レーザ光は反射され、それぞれエキスパンダ１１１に入射される。
【００４０】
エキスパンダ１１１は、固定レンズと可動レンズから構成されており、このうち可動レンズは高分子アクチュエータ３００によって光軸方向に駆動される。かかる駆動により、固定レンズと可動レンズの距離が変化し、レーザ光の波面状態が変化する。高分子アクチュエータ３００は、ＥＸＰ用ドライバ（エキスパンダ用ドライバ）６００からのサーボ信号に応じて駆動される。かかるサーボ動作によって、各レーザ光の波面状態が適正なものに調整される。なお、エキスパンダ１１１と高分子アクチュエータ３００の構成およびＥＸＰ用ドライバ６００によるサーボ動作は追って詳述する。
【００４１】
エキスパンダ１１１によって波面状態が調整された各レーザ光のうち、ＣＤ用レーザ光は開口制限素子１１２によって外周部が遮光され、対物レンズに対する開口数（ＮＡ）が調整される。対物レンズに対する開口数は、ディスク基板厚に応じて、予めレーザ光毎に決められている。開口制限素子１１２は、ディスクの基板厚に対応する開口数となるようレーザ光の外周部を遮光し、各レーザ光を適正な有効径にて対物レンズに入射させる。本実施の形態では、ＣＤの基板厚（１．２ｍｍ）のみが他のディスクに比べて大きく、ＣＤ用レーザ光のＮＡのみが他に比べて小さく設定されている。開口制限素子１１２は、ＣＤ用レーザ光のみ外周部を遮光し、対物レンズに対するＣＤ用レーザ光の有効径を調整する。これにより、ＣＤ用レーザ光の開口数が設定値に調整される。
【００４２】
なお、開口制限素子１１２としては、たとえば、回折素子を用いることができる。この回折素子には、ＣＤ用レーザ光の外周部が入射する位置に波長選択性の回折パターンが形成されており、このパターンの回折作用によって、ＣＤ用レーザ光の外周部のみ発散させる。これにより、ＣＤ用レーザ光の中央部のみが対物レンズ方向に導かれる。
【００４３】
λ／４板１１３は、各レーザ光（直線偏光）を円偏光に変換する。また、ディスクから反射されたレーザ光（円偏光）を、入射時の偏光方向に直交する直線偏光に変換する。これにより、ディスクから反射された各レーザ光は、それぞれＰＢＳ１０３、１０６、１０９をほぼ全透過し、光検出器１１５、１１７、１１９へと導かれる。
【００４４】
対物レンズアクチュエータ２００は、サーボ回路５００からのサーボ信号（トラッキングサーボ信号およびフォーカスサーボ信号）に応じて、対物レンズを駆動する。なお、対物レンズアクチュエータの構成は、従来周知であるので、説明を省略する。
【００４５】
ディスクから反射された各レーザ光は、上記光路を逆行し、それぞれＰＢＳ１０３、１０６、１０９をほぼ全透過する。そして、集光レンズ１１４、１１６、１１８によって、光検出器１１５、１１７、１１９上に収束される。
【００４６】
再生回路４００は、光検出器１１５、１１７、１１９から受信したセンサー信号を演算処理して再生ＲＦ信号を導出し、これを復調して再生データを生成する。
【００４７】
サーボ回路５００は、光検出器１１５、１１７、１１９から受信したセンサー信号を演算処理してトラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号を導出し、これに基づいてトラッキングサーボ信号およびフォーカスサーボ信号を生成して対物レンズアクチュエータ２００に出力する。また、光検出器１１５、１１７、１１９から受信したセンサー信号をもとにレーザ光の波面状態を補正する信号を生成しＥＸＰ用ドライバ６００に出力する。
【００４８】
ＥＸＰ用ドライバ６００は、ドライブ制御回路７００からのＣＤ切り替え信号と、サーボ回路５００からのサーボ信号に応じて、波面状態を調整するための駆動信号を高分子アクチュエータ３００に出力する。
【００４９】
図２に、高分子アクチュエータ３００に用い得る積層構造（高分子フィルム）を例示する。
【００５０】
図示の如く、高分子フィルムは、固体電解質層、導電性高分子材料Ａ、導電性高分子材料Ｂが積層されたものとなっている。なお、高分子フィルムは、同図左右方向（パターン(1)上に付された矢印方向）を長手方向とする細長い平板形状となっている。
【００５１】
まず、導電性高分子材料Ａ、Ｂの組成および特性について説明する。
【００５２】
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。もっとも、この導電性は、半導体の導電性に近いものとなる。
【００５３】
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。
【００５４】
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。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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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２中に示す「導電性高分子材料Ａ」と「導電性高分子材料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可撓性高分子フィルムを構成すると、この高分子フィルムは、体積減少した方に湾曲するようになる。
【００５８】
図２に示す高分子フィルムは、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、同図に示す高分子フィルムでは、上記説明中の電解質溶液に代えて固体電解質層が用いられている。
【００５９】
図２に示された７つの積層パターンのうち、(1)〜(3)は、高分子フィルム全体が長手方向に伸縮するタイプの積層パターンを示すものである。本パターンの高分子フィルムは、幅方向（長手方向と積層方向に直交する方向）と積層方向の変位が物理的に規制されている。このため、ドーパントイオンの出入りによって導電性高分子材料層Ａ、Ｂの体積が増減すると、これに応じて、高分子フィルムが長手方向に伸縮するようになる。
【００６０】
(4)のパターンは、(1)のパターンと同様であるが、(1)の高分子フィルムと比べると、上下方向の変位が物理的に規制されていない点が異なっている。この場合、導電性高分子材料Ａの体積増減に応じて、高分子フィルム全体が円弧形状に変形（湾曲）し、これにより、高分子フィルムは、その中央部が、上下方向（パターン(4)上に付された矢印方向）に変位する。
【００６１】
(5)(6)のパターンは、互いに逆極性のドーパントイオンのポケットを持つ導電性高分子材料層Ａ、Ｂを積層方向に配置したものである。本パターンの高分子フィルムも(4)のパターンと同様、上下方向の変位が物理的に規制されていない。この場合、導電性高分子材料層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、高分子フィルムは、上記(4)のパターンと同様、全体が円弧形状に変形（湾曲）し、これにより、高分子フィルムは、(4)のパターンと同様、その中央部が、上下方向（パターン(4)上に付された矢印方向）に変位する。この場合、電性高分子材料層Ａ、Ｂが同時に円弧形状に変形するため、(4)のパターンよりも大きな変位量が得られる。
【００６２】
(7)のパターンは、互いに逆極性のドーパントイオンのポケットを持つ導電性高分子材料層Ａ、Ｂをそれぞれ交互に配置したものである。本パターンの高分子フィルムも(4)(5)(6)のパターンと同様、上下方向の変位が物理的に規制されていない。この場合、導電性高分子材料層Ａ、Ｂに同じ電位を印加すると、高分子フィルムは全体として蛇腹のような形状、すなわち、(7)のパターンの上に示したような波形状に変形する。その結果、高分子フィルムは、長手方向および上下方向に伸縮する。
【００６３】
図２には、高分子フィルムの構成に加えて、各層に電位を印加するための回路構成を重ねて示してある。印加する電位を増減することにより、各層に取り込まれ、あるいは、各層から放出されるドーパントイオンの量が変化し、これに応じて、高分子フィルムの変位量が変化する。なお、高分子フィルムの変位量は、印加電位の大きさに応じてヒステリシス的に変化する。印加電位の大きさが一定値を越えると、変位量は飽和し、一定の限界値（飽和変位量）に収束する。
【００６４】
本実施の形態では、飽和変位量の異なる高分子フィルムを複数連結して高分子アクチュエータを構成する。そして、得ようとする変位ストロークに応じて電位を印加すべき高分子フィルムを選択し、選択した高分子フィルムに対して伸縮状態を飽和させるに十分な電位（飽和電位）を印加する。これにより、複数の高分子フィルムから構成される高分子アクチュエータ全体の変位量を段階的に変化させる。
【００６５】
連結される高分子フィルムの数を増大させる程、調整可能な変位ストロークの分解能は向上する。たとえば、飽和変位量の大きさが１：２：４の３つの高分子フィルムを長手方向に直列的に連結すると、０、１、２、３、４、５、６、７の８段階の分解能の変位量を得ることができ、飽和変位量の大きさが１：２：４：８の４つの高分子フィルムを長手方向に直列的に連結すると、０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５の１６段階の分解能の変位量を得ることができる。高分子フィルムの連結数をさらに増加させると、より大きな分解能の変位ストロークが得られる。また、各高分子フィルムの飽和変位量の大きさを増減することにより、各段階における変位ストローク量の増分を調整することができる。
【００６６】
図３に、３つの高分子フィルムを連結したときの高分子アクチュエータの構成例を示す。
【００６７】
それぞれの高分子フィルム（ＡＣＴ１、ＡＣＴ２、ＡＣＴ３）は、図２の（７）のパターンの高分子フィルムが長手方向に複数連結されたものとなっている。すなわち、ＡＣＴ３は図２の(7)のパターンの高分子フィルムが長手方向にＮ個連結されて構成され、ＡＣＴ２とＡＣＴ１は図２の（７）のパターンの高分子フィルムが長手方向に２Ｎ個および４Ｎ個連結されて構成されている。ＡＣＴ１、ＡＣＴ２、ＡＣＴ３のＧＮＤ（グランド）は共通の導電層によって構成されている。また、ＡＣＴ１、ＡＣＴ２、ＡＣＴ３に電位を印加するための導電層は、ＡＣＴ１、ＡＣＴ２、ＡＣＴ３の境界部分（接続部）において電気的に分離されている。
【００６８】
かかる構成において、ＡＣＴ１、ＡＣＴ２、ＡＣＴ３にそれぞれ飽和電位Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３（Ｖ１＝Ｖ２＝Ｖ３）を印加すると、ＡＣＴ１、ＡＣＴ２、ＡＣＴ３の伸縮比は４：２：１となる。たとえば、図２の（７）のパターンのように高分子フィルムが長手方向に平板形状である場合、ＡＣＴ１、ＡＣＴ２、ＡＣＴ３にそれぞれ飽和電位Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を印加すると、ＡＣＴ１、ＡＣＴ２、ＡＣＴ３は蛇腹状に湾曲し、それぞれ長手方向に縮む。このとき、ＡＣＴ１、ＡＣＴ２、ＡＣＴ３の変位ストローク比は４：２：１となる。
【００６９】
かかる高分子アクチュエータの一端を同図に示すように固定片３０１に固着し、他端を接続片３０２を介してエキスパンダ１１１の可動レンズ１１１ａに連結すると、可動レンズ１１１ａを光軸方向に８段階の分解能にて変位させることができる。
【００７０】
図４に、３つのアクチュエータ部を連結した高分子アクチュエータの他の構成例を示す。
【００７１】
各アクチュエータ部（ＡＣＴ１、ＡＣＴ２、ＡＣＴ３）は、たとえば図１０に示すアクチュエータにて構成することができる。この場合、各アクチュエータ部の飽和変位量は、たとえば、４：２：１に設定される。
【００７２】
あるいは、図２の（１）（２）（３）のパターンの高分子フィルムを長手方向に３つ連結して構成することもできる。図２の（１）（２）（３）のパターンの高分子フィルムを連結して構成する場合、各フィルムの長手方向寸法は、たとえば、４：２：１に設定される。また、各フィルムのＧＮＤ（グランド）は、共通の導電層によって構成され、各フィルムに電位を印加するための導電層は、各フィルムの境界部分において電気的に分離される。
【００７３】
かかる構成において、各アクチュエータ部に飽和電位Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を印加すると、各アクチュエータ部の伸縮比は４：２：１となる。したがって、かかる高分子アクチュエータの一端を図４に示すように固定片３０１に固着し、他端を接続片３０２を介してエキスパンダ１１１の可動レンズ１１１ａに連結すると、可動レンズ１１１ａを光軸方向に８段階の分解能にて変位させることができる。
【００７４】
図５に、高分子アクチュエータ３００が３つのアクチュエータ部（ＡＣＴ１、ＡＣＴ２、ＡＣＴ３）から構成される場合のＥＸＰ用ドライバ６００の構成例を示す。同図では、ＡＣＴ１、ＡＣＴ２、ＡＣＴ３の飽和変位量は４：２：１とされている。また、ＡＣＴ２とＡＣＴ３がＡＣＴ１に対して並列に連結されている。
【００７５】
飽和電位の印加によってＡＣＴ１が長手方向に縮み、ＡＣＴ２、ＡＣＴ３が長手方向に伸びる場合、変位ストロークの分解能は８段階となる。すなわち、ＡＣＴ３の飽和変位量をΔｓとすると、ＡＣＴ１、ＡＣＴ２、ＡＣＴ３に選択的に飽和電位を印加することにより、０、Δｓ、２Δｓ、３Δｓ、４Δｓ、５Δｓ、６Δｓ、７Δｓの変位量を可動端において生ぜしめることができる。なお、可動端には、図３および図４に示す如く、接続片３０２を介してエキスパンダ１１１の可動レンズ１１１ａが連結される。
【００７６】
駆動量演算回路６０２は、ドライブ制御回路７００から供給される対象ディスク種別信号とサーボ回路５００から供給される収差補正信号をもとに、可動レンズ１１１ａの駆動量を演算し、これをＡ／Ｄコンバータ６０１に供給する。Ａ／Ｄコンバータ６０１は、かかる駆動量を２進ビット化（３ビット）し、各ビット値が１の場合にビット位置の信号線に飽和電位Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を印加する。各信号線は、ＭＳＢの位置の信号線が最も飽和変位量の大きなＡＣＴ１に接続され、ＬＳＢの位置の信号線が最も飽和変位量の小さいＡＣＴ３に接続されるようにして高分子アクチュエータ３００に接続される。これにより、駆動量演算回路６０２にて算出された駆動量が高分子アクチュエータ３００の可動端において生じ、これに連結された可動レンズ１１１ａが光軸方向に駆動される。この駆動により、レーザ光の波面状態が、対象ディスク種別信号および波面補正信号に応じたものに調整される。
【００７７】
なお、図５には、図面として表す関係上、高分子アクチュエータ３００が３つのアクチュエータ部（ＡＣＴ１、ＡＣＴ２、ＡＣＴ３）から構成される場合のＥＸＰ用ドライバ６００の構成例が示されているが、実際に、対象ディスク種別信号と収差補正信号に応じてレーザ光の波面状態を補正する場合には、３つのアクチュエータ部によって実現される８段階の分解能の変位ストローク量では足らず、さらに大きな分解能の変位ストロークが必要となる。したがって、Ａ／Ｄ変換部６０１にて生成される２進ビット値も３ビットから分解能に応じたビット数に拡張され、各ビット位置の信号線が対応するアクチュエータ部に接続されることとなる。
【００７８】
たとえば、２５６段階程度の分解能の変位ストローク量が必要であれば、各アクチュエータ部の飽和変位量の比が１：２：４：８：１６、３２、６４、１２８の８つのアクチュエータ部を、飽和電位印加時に各アクチュエータ部における飽和変位量が長手方向に通算されるようにして、直列または並列に連結する。そして、２５６段階の駆動信号が図５に示す駆動量演算回路６０２にて演算され、これがＡ／Ｄ変換回路６０１に供給される。Ａ／Ｄ変換回路６０１は、駆動量演算回路６０２から供給された駆動量を８ビットに２進ビット化し、各ビット値が１の場合にビット位置の信号線に飽和電位Ｖ１、Ｖ２、・・・、Ｖ８を印加する。各信号線は、ＭＳＢの位置の信号線が最も飽和変位量の大きなアクチュエータ部に接続され、下位ビット位置に向かうにつれて順次、信号線が飽和変位量の小さいアクチュエータ部に接続されるようにして高分子アクチュエータ３００に接続される。これにより、駆動量演算回路６０２にて算出された２５６段階の駆動量が高分子アクチュエータ３００の可動端において生じ、これに連結された可動レンズ１１１ａが２５６段階にて光軸方向に駆動される。この駆動により、レーザ光の波面状態が、対象ディスク種別信号および波面補正信号に応じたものに調整される。
【００７９】
図６は、可動レンズ１１１ａを高分子アクチュエータ３００にて駆動して各レーザ光の波面状態を調整する場合のフローチャートである。
【００８０】
波面状態の調整処理が開始されると、ＥＸＰ用ドライバ６００にて、可動レンズ１１１ａの駆動距離が０に初期設定された後、ドライブ制御回路７００から対象ディスク識別信号としてＣＤを表示する信号が入力されているかが判別される（Ｓ１０１）。ここで、ＣＤを表示する信号が入力されていれば、可動レンズ１１１ａの駆動距離が、ＣＤ用レーザ光の波面状態が対物レンズの仕様に応じた波面状態となるような位置に可動レンズ１１１ａを変位させるための距離（既定値）とされ（Ｓ１０６）、この距離に応じた駆動量が駆動量演算回路６０２にて算出される。算出された駆動量は駆動量演算回路６０２からＡ／Ｄコンバータ６０１に供給される。
【００８１】
対物レンズが、ＤＶＤ用のレーザ光と次世代ＤＶＤ用のレーザ光に対しては無限系、ＣＤ用のレーザ光に対しては有限系となるよう設計されている場合には、ＣＤ用レーザ光の波面状態を対物レンズの仕様に合うような波面状態に補正する必要がある。駆動量演算回路６０２は、かかる場合に、ＣＤ用レーザ光の波面状態が対物レンズの仕様に応じた波面状態となるような位置に可動レンズ１１１ａを変位させる駆動量をＡ／Ｄコンバータ６０１に供給する。
【００８２】
駆動量演算回路６０２から供給された駆動量は、Ａ／Ｄコンバータ６０１にて２進ビット化され、対応するアクチュエータ部の信号線に飽和電位が印加される。これにより、可動レンズ１１１ａが高分子アクチュエータ３００によって駆動され、ＣＤ用レーザ光が使用される場合に位置づけられるものとして予め設定された位置に変位される（Ｓ１０４）。
【００８３】
一方、Ｓ１０１にてＣＤを表示する信号が入力されていないと判別された場合には、サーボ回路１０２から波面状態を補正するための補正信号が入力されているか（Ｓ１０２）に応じて、Ｓ１０３またはＳ１０５の処理が駆動量演算回路６０２にて実行される。すなわち、補正信号が入力されていない場合には、可動レンズ１１１ａの駆動距離は０とされる（Ｓ１０３）。この場合、可動レンズ１１１ａは初期位置から変位されない（Ｓ１０４）。一方、補正信号が入力されている場合は、可動レンズ１１１ａの駆動距離はこの補正信号に応じた距離とされ（Ｓ１０５）、この距離に応じた駆動量が駆動量演算回路６０２にて算出される。算出された駆動量はＡ／Ｄコンバータ６０１に供給され２進ビット化される。そして、対応するアクチュエータ部の信号線に飽和電位が印加され、可動レンズ１１１ａが収差補正信号に応じた位置に位置づけられる（Ｓ１０４）。
【００８４】
なお、収差補正信号は、光検出器からのセンサー信号をもとに、ディスクからの反射光の状態をサーボ回路５００にて監視することによって生成される。収差補正信号の生成は、出願人が先に出願した特願２００３−３６３６８０号に示す構成にて行うことができるが、特にこれに限定されるものではなく、他の構成を採用して行うこともできる。
【００８５】
図７は、図６に示すフローチャートの変更例である。
【００８６】
このフローチャートでは、図６の場合に比べ、Ｓ１１０とＳ１１１が追加されている。すなわち、ＥＸＰ用ドライバ６００にて、可動レンズ１１１ａの駆動距離が０に初期設定された後、ドライブ制御回路７００から対象ディスク識別信号としてＤＶＤを表示する信号が入力されているかが判別される（Ｓ１１０）。ここで、ＤＶＤを表示する信号が入力されていれば、可動レンズ１１１ａの駆動距離が、ＤＶＤ用レーザ光の波面状態が適正になるような位置に可動レンズ１１１ａを変位させるための距離（既定値）とされ（Ｓ１１１）、この距離に応じた駆動量が駆動量演算回路６０２にて算出される。算出された駆動量は駆動量演算回路６０２からＡ／Ｄコンバータ６０１に供給される。供給された駆動量は、Ａ／Ｄコンバータ６０１にて２進ビット化され、対応するアクチュエータ部の信号線に飽和電位が印加される。これにより、可動レンズ１１１ａが高分子アクチュエータ３００によって駆動され、ＤＶＤ用レーザ光が使用される場合に位置づけられるものとして予め設定された位置に変位される（Ｓ１０４）。その他の処理は、図５の場合と同様である。
【００８７】
本実施の形態によれば、飽和変位量の異なる複数の高分子アクチュエータ部を連結して高分子アクチュエータを構成し、変位ストロークに応じて電位を印加すべき高分子アクチュエータ部を選択し、選択した高分子アクチュエータ部に対して伸縮状態を飽和させるに十分な飽和電位を印加し、これにより、高分子アクチュエータ全体の変位量を段階的に変化させるものであるから、電流計測処理等によって高分子アクチュエータの変位量を制御する必要がなく、高分子アクチュエータの駆動制御を大幅に簡素化することができる。もって、高分子アクチュエータの駆動制御を円滑かつ迅速なものとすることができる。
【００８８】
本発明は、上記実施の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。たとえば、上記実施の形態では、波面状態調整用のエキスパンダに本発明に係るアクチュエータを適用した例を示したが、半導体レーザや光検出器など他の光学部品の調整用として本発明に係るアクチュエータを適用することもできる。本発明の実施の形態は、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】
【００８９】
【図１】実施の形態に係る光ピックアップ装置の構成を示す図
【図２】実施の形態に係る高分子アクチュエータの層構造を示す図
【図３】実施の形態に係る高分子アクチュエータの構成例を示す図
【図４】実施の形態に係る高分子アクチュエータの構成例を示す図
【図５】実施の形態に係る高分子アクチュエータとＥＸＰ用ドライバの構成例を示す図
【図６】実施の形態に係るエキスパンダ駆動時の動作フローチャート
【図７】実施の形態に係るエキスパンダ駆動時の動作フローチャートの変更例
【図８】従来例に係る導電性高分子層の構成および形状変化を示す図
【図９】図８の導電性高分子層に固体電解質層を積層したときの構成を示す図
【図１０】従来例に係る導電性高分子アクチュエータの構成を示す図
【符号の説明】
【００９０】
１１１    エキスパンダ
１１１ａ  可動レンズ
３００    高分子アクチュエータ
６００    ＥＸＰ用ドライバ
【図１】
2006257373.tif 000003
【図２】
2006257373.tif 000004
【図３】
2006257373.tif 000005
【図４】
2006257373.tif 000006
【図５】
2006257373.tif 000007
【図６】
2006257373.tif 000008
【図７】
2006257373.tif 000009
【図８】
2006257373.tif 000010
【図９】
2006257373.tif 000011
【図１０】
2006257373.tif 000012