(57)【要約】【課題】室温よりも高い温度で鏡部の初期の鏡面形状における歪みを低減させた形状可変鏡、並びに形状可変鏡の鏡部の温度を制御することが可能な光ピックアップ装置及び光情報入出力装置を提供する。【解決手段】鏡部の鏡面の形状が、圧電素子に電圧を印加しない場合に、予め設定された設定温度で平面である形状可変鏡とする。形状可変鏡、形状可変鏡の鏡部の温度又は形状可変鏡の鏡部と熱平衡状態にある光ピックアップ装置内の空気の温度を検知する温度検知手段、及び形状可変鏡の鏡部の温度又は光ピックアップ装置内の空気の温度を上昇させるヒータを有する光ピックアップ装置とする。【選択図】        図６
2004157334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素子の伸縮により鏡部の鏡面の形状が可変である形状可変鏡であって、
前記鏡面の形状は、前記圧電素子に電圧を印加しない場合であって、予め設定された設定温度で、平面であることを特徴とする形状可変鏡。
【請求項２】
請求項１記載の形状可変鏡を備える光ピックアップ装置であって、
前記形状可変鏡の鏡部の温度又は前記鏡部と熱平衡状態にある前記光ピックアップ装置内の空気の温度を検知する温度検知手段、及び前記鏡部の温度又は前記空気の温度を上昇させるヒータを有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記光ピックアップ装置の内部と前記光ピックアップ装置の外部との間の熱伝導を低減させる断熱材を有することを特徴とする請求項２記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記光ピックアップ装置の内部と前記光ピックアップ装置の外部との間で空気が出入りする、開閉手段を備えた通風口を有することを特徴とする請求項２又は３記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記開閉手段は、一つの圧電材及び一つのシム材からなる扉、又は二つの圧電材及び該二つの圧電材の間に挟まれた一つのシム材からなる扉であることを特徴とする請求項４記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
前記圧電材は、高分子の圧電材料であることを特徴とする請求項５記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
請求項２乃至５いずれか１項記載の光ピックアップ装置を備えることを特徴とする光ディスク情報入出力装置。
【請求項８】
請求項４乃至６いずれか１項記載の光ピックアップ装置、及び光ディスクを回転させるモータを備え、
前記モータは、一つ又は複数の羽根を有することを特徴とする光ディスク情報入出力装置。
【請求項９】
ヒータを有する光ピックアップ装置の内部に設けられた鏡部の鏡面の形状が可変である形状可変鏡の前記鏡部の温度を制御する鏡部温度制御方法であって、
前記鏡部の温度又は前記鏡部と熱平衡状態にある前記光ピックアップ装置内の空気の温度が、予め設定された設定温度より低い場合に、
前記ヒータを発熱させて前記鏡部の温度又は前記空気の温度を上昇させて、前記鏡部の温度又は前記空気の温度を、前記設定温度に一致させることを特徴とする鏡部温度制御方法。
【請求項１０】
前記光ピックアップ装置が、パーソナルコンピュータに取り付けられている場合であって、
前記パーソナルコンピュータの電源投入時から前記パーソナルコンピュータが立ち上がる時間までの間に、前記鏡部の温度又は前記空気の温度を、前記設定温度に一致させることを特徴とする請求項９記載の温度制御方法。
【請求項１１】
パーソナルコンピュータに取り付けられた、ヒータを有する光ピックアップ装置の内部に設けられた、鏡部の鏡面の形状が可変である形状可変鏡の前記鏡部の温度を制御する鏡部温度制御方法であって、
前記鏡部の温度又は前記鏡部と熱平衡状態にある前記光ピックアップ装置内の空気の温度が、予め設定された設定温度より低い場合に、
前記パーソナルコンピューターの熱源から熱を供給して前記鏡部の温度又は前記空気の温度を上昇させて、前記鏡部の温度又は前記空気の温度を、前記設定温度に一致させることを特徴とする鏡部温度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電素子の伸縮により鏡部の鏡面の形状が可変である形状可変鏡、特に、形状可変鏡の鏡部の温度を制御することが可能な光ピックアップ装置及び光情報入出力装置に関する。
【０００２】
また、本発明は、光ピックアップ装置に設けられた形状可変鏡の鏡部の温度を制御する方法にも関する。
【０００３】
【従来の技術】
一般に光ディスクを用いた光ディスク情報入出力装置としてＣＤやＤＶＤなどがある。ＤＶＤなどは、ＣＤに比べ記録密度が高い為、情報の読み書きに関する条件がより厳しくなっている。例えば光ピックアップ装置の光軸とディスク面は垂直であることが理想であるが、実際には光ディスクが樹脂製である為、ディスク面はかなりうねりを持っている。このようなディスク面を回転させると光ピックアップ装置の光軸とディスク面は、必ずしも常に垂直ではなく、ディスク面が光軸に対して傾きを持つことがある（以下、光軸に対するディスク面の傾きをチルトと表現する）。
【０００４】
ＣＤ、ＤＶＤ共に光ディスクにおいては、図１に示すように、記録層１０８は、樹脂層１０２ａ、１０２ｂを介して設けられている為、チルトすなわちディスク面が傾くとレーザー光の光路が曲げられてコマ収差が発生し、図１の１０３ａ、１０３ｂに示すように光ディスク上に正しくスポットを絞れなくなる。このコマ収差が許容される量よりも大きくなると、情報を正しく読み書きできなくなるという不具合が生じる。
【０００５】
チルトにより発生する収差を低減する手段としては、対物レンズと記録層との間にある樹脂層の厚さを薄くする方法がある。実際に図１（ｂ）に示すようなＤＶＤにおいて、対物レンズ１０１ｂと記録層１０８との間の樹脂層１０２ｂの厚さを、図１（ａ）に示すＣＤにおける樹脂層１０２ａの厚さの半分にしてあるのは、コマ収差の低減を意図したものである。しかしこの方法では、ＤＶＤよりも記録密度を高くしようとした場合には樹脂層の厚さをさらに薄くしてチルトの影響を低減することになるが、今度は光ディスク上にゴミや傷が付いた場合に信号を正しく読み書きできなくなるという不具合が生じる。このため、アクチュエーターによって光ピックアップ装置の光軸を傾けて、コマ収差を補償しているのが現状である。
【０００６】
チルトによる影響を光学的に低減する手段として、まず図２に示すような特開平１０−７９１３５に記載の液晶板を用いる方法がある。またチルトによるコマ収差などを圧電素子を用いて低減させる手段として、図３に示すような特開平５−１４４０５６に記載のレーザー光の光路中に透明圧電素子を用いる方法や、図４に示すような特開平５−３３３２７４に開示されている複数のアクチェーターを利用した形状可変鏡を用いる方法などが提案されている。
【０００７】
しかしながら、特開平１０−７９１３５のように液晶板を用いてレーザー光の位相を制御することでコマ収差を低減させる方法では、レーザーが液晶板を通過するために光量が減衰して書き込みに必要なエネルギーを得ることが困難であり、また液晶の特性から、特にタンジェンシャルチルトの制御に要求される高周波動作に使用することは困難である。
【０００８】
また、特開平５−１４４０５６のように透明圧電素子単独でその必要な厚さの変化を得るためには、実際には高電圧が必要となり光ピックアップ装置などに用いるには現実的ではない。
【０００９】
さらに、特開平５−３３３２７４のように形状可変鏡の鏡自体を積層型圧電素子で変形させて光の位相を制御する方法は、光ピックアップ装置などの小さい部品に用いるには配線などの考慮がされておらず、構造が複雑になり、かつ組み付けコストも高くなる。また、配線などの問題が解決できたとしても、積層型圧電素子を小型化することは、技術的にもコスト的にも困難である。
【００１０】
加えて、情報を読み書きする際に不具合を生じさせるチルトなどによる波面収差を低減する為に、レーザー光の波面収差自体を検知し、その検知した波面収差の情報を、光情報入出力装置に設けた波面収差を低減させる手段に供給して、レーザー光の波面収差を低減する方法が考えられる。しかし、レーザー光の波面収差自体の検知は非常に困難であり、たとえ検知できたとしてもレーザ光に対する干渉機能を備えた装置などが必要となって光情報入出力装置全体が大型化する為、光ディスクを用いた光情報入出力装置に、波面収差を検知する手段を組み込むことは現実的ではない。
【００１１】
【特許文献１】
特開平１０−７９１３５
【特許文献２】
特開平５−１４４０５６
【特許文献３】
特開平５−３３３２７４
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術の問題点を解決する為、ディスク面のチルトなどにより発生する波面収差（主としてコマ収差）を、圧電素子を使用したユニモルフ又はバイモルフ形状の形状可変鏡で低減する方法が考えられる。これは、例えば、図５（ａ）、（ｂ）に示すような鏡面の形状が可変な形状可変鏡である。ここで図５（ａ）は形状可変鏡の斜視図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるＡ−Ａ’方向の断面図である。この形状可変鏡は、鏡基板６の片面に鏡材１が、他方の面には絶縁層７が取り付けてある。鏡面のある側を上と表現すると、絶縁層７の下には、共通電極４、その下に圧電極性が一方向である圧電素子２、さらにその下に二つの個別電極５があり、共通電極４と各個別電極５との間に電圧を印加して圧電素子２を変形させ、結果として鏡面の形状を変形させる。上述の鏡材１、鏡基板６、絶縁層７、共通電極４、圧電素子２、個別電極５を、上からこの順に構成した部分は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、その両端で、接着剤などを用いて鏡固定用部材８に固定される。なお、説明の為に、鏡材１、鏡基板６、絶縁層７（ただし絶縁層７を設けることは必須ではない）を含む部分を鏡部、圧電素子２、共通電極４、個別電極５で構成される部分を圧電素子部と呼ぶことにする。
【００１３】
圧電素子２に低電圧を印加して形状可変鏡の鏡面を変形させる為には、鏡部の鏡面の形状が変形し易いことが必要である。鏡部の鏡面の形状を容易に変化させることを可能とする為には、形状可変鏡の鏡基板６の厚さを薄くすることが有効である。
【００１４】
また、図５（ａ）、（ｂ）に示すような従来の形状可変鏡において、鏡基板６及び圧電素子２は、一般に異なる材料で製作される。このため、鏡基板６及び圧電素子２は、一般に互いに異なる熱膨張係数を有する。よって、形状可変鏡を取り巻く周囲の温度が変化すると、熱膨張係数が互いに異なる鏡基板６及び圧電素子２は、温度変化に対する熱膨張の大きさが異なるので、鏡部及び圧電素子部が歪むことになる。なお、正確には、鏡部及び圧電素子部の温度変化による歪みは、鏡基板６及び圧電素子２の熱膨張だけでなく鏡材１、絶縁層７、共通電極４、個別電極５などの熱膨張にも依存するが、これらの厚さは、鏡基板６及び圧電素子２の厚さに比べて薄く、鏡部及び圧電素子部の歪みに対する影響は小さい。
【００１５】
前述したように、低電圧で形状可変鏡の鏡面を変形させる為には鏡基板６の厚さを薄くすればよいが、この場合には、周囲の温度変化によって形状可変鏡の温度が変化したとき、鏡基板６が容易に変形するため、鏡部の初期の鏡面形状における温度変化が大きくなる。ここで、鏡部の初期の鏡面形状とは、圧電素子２に電圧を印加してない状態における鏡部の鏡面形状を意味する。即ち、理想的な鏡部の初期の鏡面形状が平面であるとすれば、形状可変鏡の温度変化により、鏡部の鏡面における平面度が低下する。
【００１６】
例えば、最近のＰＣ（パーソナルコンピューター）などに上記のような形状可変鏡を備える光ディスク情報入出力装置が組み込まれた場合には、ＰＣなどの使用前後で室温から約６０℃まで形状可変鏡の温度が上昇することが起こり得る。ここで、鏡基板６の厚さが薄く、圧電素子２の熱膨張係数が鏡基板６の熱膨張係数よりも大きい形状可変鏡については、形状可変鏡の温度が室温から上昇したとき、圧電素子２の熱膨張の大きさが鏡基板６の熱膨張の大きさよりも大きいので、鏡部の初期の鏡面形状は、図５（ｃ）に示すように、鏡面側で凹面に歪んでしまう。ただし図５（ｃ）は、簡単の為に絶縁層７及び圧電素子部を省略して描いてある。また、鏡基板６の熱膨張係数が圧電素子２の熱膨張係数よりも大きい形状可変鏡については、逆に、鏡部の初期の鏡面形状は、鏡面側に凸形状に歪んでしまう。
【００１７】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、室温よりも高い温度で鏡部の初期の鏡面形状における歪みを低減させた形状可変鏡、該形状可変鏡の鏡部の温度を制御することが可能な光ピックアップ装置、及び該光ピックアップ装置を備えた光情報入出力装置を提供することを目的とする。
【００１８】
また本発明は、光ピックアップ装置に設けられた形状可変鏡の鏡部の温度を制御する方法を提供する。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、圧電素子の伸縮により鏡部の鏡面の形状が可変である形状可変鏡であって、前記鏡面の形状は、前記圧電素子に電圧を印加しない場合であって、予め設定された設定温度で、平面であることを特徴とする。ただし、「平面」は、完全な平面、及び許容し得る程度の凹凸を有する略平面の形状を含む（以下同じ）。
【００２０】
請求項１記載の発明によれば、前記鏡面の形状は、前記圧電素子に電圧を印加しない場合であって、予め設定された設定温度で、平面であるので、室温よりも高い温度で鏡部の初期の鏡面形状における歪みを低減させた形状可変鏡を提供することができる。
【００２１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の形状可変鏡を備える光ピックアップ装置であって、前記形状可変鏡の鏡部の温度又は前記鏡部と熱平衡状態にある前記光ピックアップ装置内の空気の温度を検知する温度検知手段、及び前記鏡部の温度又は前記空気の温度を上昇させるヒータを有することを特徴とする。
【００２２】
請求項２記載の発明によれば、前記形状可変鏡の鏡部の温度又は前記鏡部と熱平衡状態にある前記光ピックアップ装置内の空気の温度を検知する温度検知手段、及び前記鏡部の温度又は前記空気の温度を上昇させるヒータを有するので、室温よりも高い温度で鏡部の初期の鏡面形状における歪みを低減させた形状可変鏡の鏡部の温度を制御することが可能な光ピックアップ装置を提供することができる。光ピックアップ装置の内部の空気、又は形状可変鏡の鏡部の温度をおおよそ設定温度に保つことで、鏡部の初期の鏡面形状を良好に保つことができる。
【００２３】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の光ピックアップ装置において、前記光ピックアップ装置の内部と前記光ピックアップ装置の外部との間の熱伝導を低減させる断熱材を有することを特徴とする。
【００２４】
請求項３記載の発明によれば、前記光ピックアップ装置の内部と前記光ピックアップ装置の外部との間の熱伝導を低減させる断熱材を有するので、光ピックアップ装置の外部から内部への熱伝導を低減させることができ、光ピックアップ装置の外部の温度変化に対して、光ピックアップ装置内の空気の温度を、長時間一定に保つことができる。
【００２５】
請求項４記載の発明は、請求項２又は３記載の光ピックアップ装置において、前記光ピックアップ装置の内部と前記光ピックアップ装置の外部との間で空気が出入りする、開閉手段を備えた通風口を有することを特徴とする。
【００２６】
請求項４記載の発明によれば、前記光ピックアップ装置の内部と前記光ピックアップ装置の外部との間で空気が出入りする、開閉手段を備えた通風口を有するので、光ピックアップ装置の外部の空気を、光ピックアップ装置内の空気に合流させたりして、光ピックアップ装置内の空気の温度、又は形状可変鏡の鏡部の温度を設定温度に向けて上昇させることができる。よって、ヒータによる光ピックアップ装置内の空気の加熱を減少させて、ヒータの電力消費を減少させることができる。
【００２７】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の光ピックアップ装置において、前記開閉手段は、一つの圧電材及び一つのシム材からなる扉、又は二つの圧電材及び該二つの圧電材の間に挟まれた一つのシム材からなる扉であることを特徴とする。
【００２８】
請求項５記載の発明によれば、前記開閉手段は、一つの圧電材及び一つのシム材からなる扉、又は二つの圧電材及び該二つの圧電材の間に挟まれた一つのシム材からなる扉であるので、容易に開閉を調節することができる簡単な構造の開閉手段を提供することができる。
【００２９】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の光ピックアップ装置において、前記圧電材は、高分子の圧電材料であることを特徴とする。
【００３０】
請求項６記載の発明によれば、前記圧電材は、高分子の圧電材料であるので、可撓性が高く、耐久性が高く、大きな面積の扉を形成することができ、通風口の開口も大きくすることができる。よって、光ピックアップ装置の外部から多くの空気を取り入れることが可能となり、短時間に形状可変鏡の鏡部の温度を変化させることができる。
【００３１】
請求項７記載の発明は、光ディスク情報入出力装置において、請求項２乃至５いずれか１項記載の光ピックアップ装置を備えることを特徴とする。
【００３２】
請求項７記載の発明によれば、請求項２乃至５いずれか１項記載の光ピックアップ装置を備えるので、室温よりも高い温度で鏡部の初期の鏡面形状における歪みを低減させた形状可変鏡の鏡部の温度を制御することが可能な光ピックアップ装置を備えた光情報入出力装置を提供することができる。
【００３３】
請求項８記載の発明は、光ディスク情報入出力装置において、請求項４乃至６いずれか１項記載の光ピックアップ装置、及び光ディスクを回転させるモータを備え、前記モータは、一つ又は複数の羽根を有することを特徴とする。
【００３４】
請求項８記載の発明によれば、請求項４乃至６いずれか１項記載の光ピックアップ装置、及び光ディスクを回転させるモータを備え、前記モータは、一つ又は複数の羽根を有するので、モータの周辺に空気の流れが生じ、モータ周辺で流れる光ピックアップ装置の外部の空気を、光ピックアップ装置の内部の空気と容易に合流させることができる。これにより、ヒータの電力消費をさらに減少させることができる。
【００３５】
請求項９記載の発明は、ヒータを有する光ピックアップ装置の内部に設けられた鏡部の鏡面の形状が可変である形状可変鏡の前記鏡部の温度を制御する鏡部温度制御方法であって、前記鏡部の温度又は前記鏡部と熱平衡状態にある前記光ピックアップ装置内の空気の温度が、予め設定された設定温度より低い場合に、前記ヒータを発熱させて前記鏡部の温度又は前記空気の温度を上昇させて、前記鏡部の温度又は前記空気の温度を、前記設定温度に一致させることを特徴とする。ただし、「設定温度に一致させる」は、設定温度に完全に一致させること、及び許容し得る程度の温度差の範囲内で設定温度に一致させることを含む（以下同じ）。
【００３６】
請求項９記載の発明によれば、前記鏡部の温度又は前記鏡部と熱平衡状態にある前記光ピックアップ装置内の空気の温度が、予め設定された設定温度より低い場合に、前記ヒータを発熱させて前記鏡部の温度又は前記空気の温度を上昇させて、前記鏡部の温度又は前記空気の温度を、前記設定温度に一致させるので、光ピックアップ装置に設けられた形状可変鏡の鏡部の温度を制御する方法を提供し、鏡部の初期の鏡面形状を良好な形状に保つことができる。また、光ピックアップ装置内の空気の温度を制御することで、レーザ光の光路における温度差による空気の揺らぎなども防止することができる。
【００３７】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の温度制御方法において、前記光ピックアップ装置が、パーソナルコンピュータに取り付けられている場合であって、前記パーソナルコンピュータの電源投入時から前記パーソナルコンピュータが立ち上がる時間までの間に、前記鏡部の温度又は前記空気の温度を、前記設定温度に一致させることを特徴とする。
【００３８】
請求項１０記載の発明によれば、前記パーソナルコンピュータの電源投入時から前記パーソナルコンピュータが立ち上がる時間までの間に、前記鏡部の温度又は前記空気の温度を、前記設定温度に一致させるので、パーソナルコンピュータ本体が温まるまで待たずに、形状可変鏡における鏡部の初期の鏡面形状を良好な形状にすることができると共にレーザ光の波面収差を低減できる形状可変鏡を有する光ピックアップ装置を使用することができる。
【００３９】
請求項１１記載の発明は、パーソナルコンピュータに取り付けられた、ヒータを有する光ピックアップ装置の内部に設けられた、鏡部の鏡面の形状が可変である形状可変鏡の前記鏡部の温度を制御する鏡部温度制御方法であって、前記鏡部の温度又は前記鏡部と熱平衡状態にある前記光ピックアップ装置内の空気の温度が、予め設定された設定温度より低い場合に、前記パーソナルコンピューターの熱源から熱を供給して前記鏡部の温度又は前記空気の温度を上昇させて、前記鏡部の温度又は前記空気の温度を、前記設定温度に一致させることを特徴とする。
【００４０】
請求項１１記載の発明によれば、前記鏡部の温度又は前記鏡部と熱平衡状態にある前記光ピックアップ装置内の空気の温度が、予め設定された設定温度より低い場合に、前記パーソナルコンピューターの熱源から熱を供給して前記鏡部の温度又は前記空気の温度を上昇させて、前記鏡部の温度又は前記空気の温度を、前記設定温度に一致させるので、パーソナルコンピュータの熱源を利用して光ピックアップ装置内の空気の温度を上昇させることができ、ヒータの電力消費を減少させることができる。
【００４１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
【００４２】
まず、本発明の一つの実施形態である形状可変鏡の構造を図６と共に説明する。図６は、本発明の一つの実施形態における形状可変鏡のＡ−Ａ’方向の断面図である。図６におけるＡ−Ａ’方向は、従来の形状可変鏡を示す図５（ａ）におけるＡ−Ａ’方向と同一である。本実施形態の形状可変鏡は、図５に示すような従来の形状可変鏡に温度センサ（温度検知手段に対応する）及びヒータを設置した構造を有し、温度センサ及びヒータが、それぞれ、温度検出回路及びヒータ制御回路に接続されることを特徴とする。
【００４３】
具体的には、本実施形態の形状可変鏡は、鏡基板６の片面に鏡材１が、他方の面には図示していないが（図５に示すような）絶縁層が取り付けてある。鏡面のある側を上と表現すると、絶縁層の下には、共通電極４、その下に圧電極性が一方向である圧電素子２、さらにその下に二つの個別電極５があり、共通電極４と各個別電極５との間に電圧を印加して圧電素子２を変形させ、結果として鏡面の形状を変形させる。上述の鏡材１、鏡基板６、絶縁層７、共通電極４、圧電素子２、個別電極５を、上からこの順に構成した部分は、その両端で、接着剤などを用いて鏡固定用部材８に固定される。なお、説明の為に、鏡材１、鏡基板６、絶縁層（ただし絶縁層を設けることは必須ではない）を含む部分を鏡部、圧電素子２、共通電極４、個別電極５で構成される部分を圧電素子部と呼ぶことにする。
【００４４】
さらに、本実施形態の形状可変鏡においては、鏡部の鏡面側には、鏡部の温度を検知する温度センサ２２が設置され、鏡部の鏡面と反対側には、鏡部を加熱して鏡部の温度を上昇させるヒータ２３が設置されている。温度センサ２２及びヒータ２３は、鏡部の鏡面形状が変形する部分の端部に設置されている。即ち、温度センサ２２及びヒータ２３は、鏡固定用部材８に接続されてない部分であって、レーザー光が当たらない部分に設けられている。個別電極５は、個別電極５の電位を制御する鏡駆動回路に接続されている。鏡駆動回路によって、共通電極４と個別電極５との間に設けられた圧電素子２に電圧を印加する電圧を制御し、圧電素子２の伸縮の結果として形状可変鏡の鏡面形状を変化させる。また、温度センサ２２は、温度検知回路に接続されている。さらに、ヒータ２３は、ヒータ２３を発熱させるためのヒータ制御回路に接続されている。ここで、温度検出回路は、温度センサ２２で検知した鏡部の温度に基づいてヒータ制御回路を駆動又は停止させる。なお、温度センサ２２は、形状可変鏡（の鏡部）の温度を検知することができ、ヒータ２３は、形状可変鏡（の鏡部）を加熱することができれば、どこに設置してもよい。即ち、温度センサ２２及びヒータ２３は、図６に示すように直接鏡部に設置するだけでなく、鏡固定用部材８、又は形状可変鏡の近傍に設けてもよい。
【００４５】
次に本発明の形状可変鏡における鏡面形状の変形の動作について説明する。図６に示す本発明の形状可変鏡において、共通電極４を接地し、圧電素子２を挟んだ二個の個別電極５の、片方にプラスの電圧、他方にマイナスの電圧を印加したとする。鏡基板６自体は電圧を印加しても伸縮しないが、圧電素子２は、電圧を印加すれば伸縮する。個別電極５にプラスの電圧を印加した場合に、個別電極５の設置部分の圧電素子２が縮むとすると、マイナスの電圧を印加した場合にはその部分の圧電素子２は伸びることとなり、個別電極５にプラスの電圧を印加した場合には鏡基板６上の鏡材１の鏡面は凸面に、個別電極５にマイナスの電圧を印加した場合には鏡基板６上の鏡材１の鏡面は凹面になる。その結果、本発明の形状可変鏡の鏡面形状は、図６に示すようなＡ−Ａ’方向に鏡面の中心を挟んで凸面と凹面を有し、Ａ−Ａ’方向の断面は鏡面の中心が節に相当する波型の形状になる。また二個の個別電極５に前述と逆の電圧を印加した場合には、逆の波型の形状になる。このような形状可変鏡を、図７に示すような光ピックアップ装置の光軸上に設置し、鏡面の形状を制御することによって、チルトによるコマ収差を低減することが可能になる。
【００４６】
次に本発明の形状可変鏡を用いた光ディスク情報入出力装置の構成について説明する。図７に、本発明の光ディスク情報入出力装置のブロック図を示す。図７に示すように本発明の光ディスク情報入出力装置は、本発明の形状可変鏡１０、光ディスク１１、対物レンズ及び対物光学系１２、立ち上げ鏡１３、偏光ビームスプリッタ１４、レーザ素子及びレーザ光学系１５、光検出素子及び光検出光学系１６を含む。レーザー素子から発光するレーザー光は、レーザ光学系によって平行光となり、偏光ビームスプリッタ１４を通り、形状可変鏡１０で反射され、立ち上げ鏡１３でさらに反射され、対物レンズ及び対物光学系１２で集光され、光ディスク１１に焦点を結ぶ。また、光ディスク１１から反射したレーザ光は、対物レンズ及び対物光学系１２を通り、立ち上げ鏡１３で反射され、形状可変鏡１０で再度反射され、偏光ビームスプリッタ１４で反射され、光検出光学系で集光され、光検出素子で検出する。光検出素子にはチルト検出用の検出素子も設置されている。なお図７において、光ディスク１１以外の部分が、光ピックアップ装置に対応する。
【００４７】
次に本発明の形状可変鏡を設置した光ディスク情報入出力装置におけるレーザ光の波面収差の低減について説明する。図７に示す本発明の光ディスク情報入出力装置において、光ディスク１１にチルトが起こると、光ディスク１１から反射して戻ってきたレーザ光の波面は乱れコマ収差が発生する。チルトした光ディスク１１から戻ってきて形状可変鏡１０の鏡面に入射するレーザ光の波面収差は、レーザ光の光束の断面に対して図８に示すような等高線で表わされる。ここで、光ディスク１１がチルトした方向に対応するレーザ光束断面における方向が図９のＡ−Ａ’方向である。すなわちＡ−Ａ’方向に沿って符号が変わる波面収差（コマ収差）が発生する。
【００４８】
このようなチルトにより発生する波面収差を低減する為に、図６に示す本発明の形状可変鏡を、図６のＡ−Ａ’方向と図８のＡ−Ａ’方向とを一致させて図７のように光ピックアップ装置の光軸上に設置する。前述した本発明の形状可変鏡の動作により、Ａ−Ａ’方向について凸面と凹面とが生じるように、鏡面の形状を適切に制御すれば、チルトによる波面収差（コマ収差）の補正又は低減が可能となる。ここで簡単の為に図８におけるＡ−Ａ’方向についてのみ注目して、レーザ光の波面収差の低減を、図９を用いて説明する。
【００４９】
図９（ａ）は、図８のＡ−Ａ’方向に対するレーザ光の波面収差図である。ここで、図９における縦軸は波面収差であり、図９における横軸は、本発明の形状可変鏡を図６のＡ−Ａ’方向と図８のＡ−Ａ’方向とを一致させて設置したとすれば、図６で示した形状可変鏡のＡ−Ａ’方向の軸と同一である。なお、光ディスク１１がチルトせずレーザ光の光軸に対し垂直であれば、図９（ａ）に示すような波面収差は発生せず、波面は横軸に一致する。図９（ｂ）は、図６に示した形状可変鏡を故意に収差を発生させるように動作させ、無収差の光を形状可変鏡に照射した場合の反射光の波面収差を示した図である。
【００５０】
今、光ディスクにチルトが生じ、光ディスクからの反射光の波面収差が図９（ａ）であったとして、形状可変鏡の形状を、光ディスクにチルトが生じていない場合に形状可変鏡で反射した光の波面収差が図９（ｂ）となるように制御する。このときには、図９（ａ）と図９（ｂ）の波面収差が互いに相殺する関係となって形状可変鏡からの反射光の波面収差は、図９（ｃ）のようになり、９（ａ）と比較して波面収差を低減させることができる。
【００５１】
ここで比較のために、図５に示す従来の形状可変鏡に関する初期の鏡面形状における温度変化を図１０、１１と共に説明する。なお、鏡部の初期の鏡面形状とは、圧電素子に電圧を印加してない状態における鏡部の鏡面形状を意味する。
【００５２】
図５に示す従来の形状可変鏡において、鏡部の鏡面形状を容易に変形させることができるように、鏡基板６の厚さを薄くする。今、圧電素子２の熱膨張係数が、鏡基板６の熱膨張係数よりも大きいとする。図１０は、鏡基板６の厚さが薄く、圧電素子２の熱膨張係数が、鏡基板６の熱膨張係数よりも大きい従来の形状可変鏡に関する鏡部の初期の鏡面形状における温度変化を説明する図である。図１０（ａ）は、室温における形状可変鏡のＡ−Ａ’方向の断面図であり、図１０（ｂ）は、上昇した温度における形状可変鏡のＡ−Ａ’方向の断面図である。  図１１は、波面収差を低減する鏡面形状に対する、鏡部の温度上昇による鏡面形状の歪みの影響を説明する図である。図１１（ａ）は、本来の波面収差を低減するのに必要な鏡面形状を説明する図、図１１（ｂ）は、鏡部の温度上昇による鏡面形状の歪みを説明する図である。図１１（ａ）、（ｂ）の横軸は、図６に示す形状可変鏡のＡ−Ａ’方向における軸、縦軸は、温度上昇が無い場合の初期の鏡面形状を基準とした鏡面形状の変位を表す。
【００５３】
図１０（ａ）に示すように室温における鏡部の初期の鏡面形状が平面であるとする。形状可変鏡が加熱されて形状可変鏡の温度が（例えば６０℃まで）上昇すると、圧電素子２の熱膨張の大きさが、鏡基板６の熱膨張の大きさよりも大きいため、図１０（ｂ）に示すように鏡部の初期の鏡面形状は、鏡面側に凹面に歪むことになる。この鏡部の初期の鏡面形状における歪みのために、鏡部の鏡面形状を、本来の波面収差を低減するのに必要な形状に変形させることが困難になる。図５に示す従来の形態の形状可変鏡において、形状可変鏡の温度が室温に等しい場合には、左右の個別電極５を介して鏡駆動回路により圧電素子２に電圧を印加し、鏡面を、図１１（ａ）に示すようなレーザ光の波面収差を低減するのに必要な形状にすることができる。ここで、形状可変鏡の温度が上昇すると、圧電素子２と鏡基板６との熱膨張における差から、図１０（ｂ）に説明したのと同様に、鏡部の鏡面形状が全体的に凹面に歪む。即ち、鏡部の鏡面形状は、図１１（ｂ）の実線に示すように、全体的に鏡面と反対側にシフトし、図１１（ｂ）の点線（図１１（ａ）と一致する）に示すような本来レーザ光の波面収差を低減するのに必要な鏡面形状と異なる形状になる。従って、形状可変鏡の温度が上昇すると、レーザ光の波面収差を十分に低減させることができなくなる。なお、鏡基板６の厚さが薄く、鏡基板６の熱膨張係数が、圧電素子２の熱膨張係数よりも大きい形状可変鏡においては、温度が上昇したとき、鏡部の初期の鏡面形状における歪みが逆になる。即ち、鏡部の初期の鏡面形状は、鏡面側に凸に歪むことになる。
【００５４】
そこで、図６に示す本実施形態の形状可変鏡においては、形状可変鏡の温度が室温より上昇したときに鏡部の初期の鏡面形状が平面になるように、室温における鏡部の初期の鏡面形状を予め撓ませた形状とする。また、温度センサ２２及びヒータ２３を使用して、鏡部の初期の鏡面形状が実質的に平面となる（鏡部の初期の鏡面形状における平面度が最も高い）温度を維持する。ここで、鏡部の初期の鏡面形状が平面となる温度は、室温よりも高く、形状可変鏡が実際に使用される環境に置かれた場合の形状可変鏡の温度におおよそ等しい。
【００５５】
図１２は、鏡基板６の厚さが薄く、圧電素子２の熱膨張係数が、鏡基板６の熱膨張係数よりも大きい本実施形態の形状可変鏡に関する鏡部の初期の鏡面形状における温度変化を説明する図である。なお、鏡部の初期の鏡面形状とは、圧電素子に電圧を印加してない状態における鏡部の鏡面形状を意味する。図１２（ａ）は、室温における形状可変鏡のＡ−Ａ’方向の断面図であり、図１２（ｂ）は、上昇した温度における形状可変鏡のＡ−Ａ’方向の断面図である。ただし、簡単のために、鏡材１、共通電極４、温度センサ２２、ヒータ２３は、省略して描いてある。
【００５６】
図１２（ａ）に示すように、本実施形態の形状可変鏡において、鏡基板６の厚さが薄く、圧電素子２の熱膨張係数が、鏡基板６の熱膨張係数よりも大きい場合には、室温における鏡部の初期の鏡面形状は、鏡面側が凸面になるような形状である。このような形状可変鏡を取り巻く周囲の温度が上昇すると、形状可変鏡（の鏡部）が加熱され、形状可変鏡（の鏡部）の温度が上昇する。このとき、圧電素子２の熱膨張の大きさが、鏡基板６の熱膨張の大きさよりも大きいので、鏡部の初期の鏡面形状は、図１２（ｂ）に示すように、温度が上昇するにつれて、鏡面側に凸面の形状から平面形状に変化する。図６は、ヒータ２３により温度を上昇させて、鏡部の初期の鏡面形状を平面にしたときの本実施例の形状可変鏡を表している。ここでさらに形状可変鏡の温度が上昇すると、鏡部の初期の鏡面形状は、鏡面側に凹面となる。なお、正確には、鏡部の初期の鏡面形状における温度変化は、鏡基板６及び圧電素子２の熱膨張だけでなく鏡材１、絶縁層７、共通電極４、個別電極５などの熱膨張にも依存するが、これらの厚さは、鏡基板６及び圧電素子２の厚さに比べて薄く、鏡部及び圧電素子部の歪みに対する影響は小さいので本実施例では無視できる。
【００５７】
実際には、このような形状可変鏡は、設定温度（例えば６０℃）で、鏡部の初期の鏡面形状が実質的に平面形状である（鏡部の初期の鏡面形状における平面度が最も高い）ように製作される。ここで、設定温度とは、形状可変鏡が実際に使用されるときの温度におおよそ等しく、室温よりも高く、予め決められた温度である。即ち、設定温度で鏡部と圧電素子部とを接着し、圧電素子部を接着した鏡部を、鏡固定用部材８に取り付ける。このようにして製作した形状可変鏡における鏡部の初期の鏡面形状は、図１２（ｂ）に示すように設定温度では実質的に平面形状であり、温度を室温まで下げると共に、徐々に鏡面側に凸面になり、室温で、図１２（ａ）に示す所望の凸形状となる。なお、鏡基板６の厚さが薄く、鏡基板６の熱膨張係数が、圧電素子２の熱膨張係数よりも大きい形状可変鏡においては、鏡部の初期の鏡面形状における温度変化は逆の形状になる。即ち、このような形状可変鏡における鏡部の初期の鏡面形状は、設定温度で実質的に平面であり、室温で鏡面側に凹面となる。
【００５８】
次に、本実施形態の形状可変鏡の温度制御について説明する。上述のように本実施形態の形状可変鏡における鏡部の初期の鏡面形状は、設定温度で実質的に平面形状であるため、形状可変鏡の温度を、設定温度に維持する必要がある。形状可変鏡の温度を設定温度に維持することによって、形状可変鏡における鏡部の初期の鏡面形状を実質的に平面に維持することができる。このようにして、鏡部の初期の鏡面形状を実質的に平面に維持することで、鏡部の鏡面形状を、波面収差を低減させる所望の形状に変形させることができる。
【００５９】
図１３は、形状可変鏡における鏡部の初期の鏡面形状を平面に維持する方法を説明する図である。図６、１２に示す本実施形態の形状可変鏡において、まず、温度センサ２２により鏡部の温度を検知し、温度検出回路によって鏡部の温度を測定する。次に、温度検出回路によって、測定した鏡部の温度と、予め鏡部の初期の鏡面形状が実質的に平面になるように設計した設定温度（例えば６０℃）とを比較する。このとき、測定した鏡部の温度が設定温度より低ければ、ヒータ制御回路に信号を送信して、ヒータ２３を発熱させる。ヒータを発熱させて形状可変鏡の温度を上昇させた後、再度、温度センサ２２で鏡部の温度を検知して、温度検出回路によって温度を測定する。一方、測定した鏡部の温度が設定温度と等しいか又は若干高いときには、ヒータ２３を発熱させず（ヒータ２３の発熱を停止して）、再度、鏡部の温度を測定する。ここで、設定温度は、形状可変鏡が実際に使用される際の温度におおよそ等しいため、測定した鏡部の温度が設定温度よりも大幅に大きくなることはない。測定された温度と設定温度が等しいときには、鏡部の初期の鏡面形状が、実質的に平面形状になる。また、測定した鏡部の温度が設定温度よりも若干高い場合には、鏡部の初期の鏡面形状は、わずかに平面形状から外れる場合もあるが、平面形状からのずれは、実質的に無視できるほど小さく問題にはならない。
【００６０】
以上の鏡部の温度測定、鏡部の温度と設定温度との比較、必要に応じたヒータの発熱を繰り返し行い、鏡部の温度を設定温度に一致させるように制御する。このような鏡部の温度の制御を行って、鏡部の温度を設定温度に一定に維持することができ、鏡部の初期の鏡面形状を実質的に平面に維持することができる。よって、本実施例の形状可変鏡は、鏡部の温度変化を抑制し、鏡部の初期の鏡面形状における温度変化を低減させて、鏡部の鏡面形状を、波面収差を低減させる所望の形状に変形させることができる。
【００６１】
次に、本発明の形状可変鏡を備えた光ピックアップ装置の第一の実施形態を図１４、１５及び１６と共に示す。図１４は、光ディスク情報入出力装置内に設けられる光ピックアップ装置を説明する図であり、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は、Ａ−Ａ’（又はＢ−Ｂ’）方向と垂直な方向から見た側面図であり、（ｃ）は、Ａ−Ａ’方向の断面図であり、（ｄ）は、Ｂ−Ｂ’方向の断面図である。
【００６２】
本発明の形状可変鏡を有する光ピックアップ装置は、光ピックアップ装置を構成する光学部品が設けられたキャリッジ５２を有する。キャリッジ５２は、レール５３をガイドとして、光ディスクの半径方向に移動できる。光ディスクが置かれる円盤の中心付近には、光ディスクを回転させるためのモータ５１が設置されている。ここで示した光ピックアップ装置は、レーザ光を発するレーザーダイオード（ＬＤ）と、レーザ光を受光するフォトダイオード（ＰＤ）と、レーザ光を所望の条件で分離できるホログラム素子とが一体となったＬＤ−ＰＤユニット５７を有する。ＬＤ、ＰＤ、及びホログラム素子は、それぞれ図７に示す光ピックアップ装置におけるレーザ素子、光検出素子、及び偏光ビームスプリッタに対応する。
【００６３】
キャリッジ５２には、上述のレーザ光を発光及び受光するＬＤ−ＰＤユニット５７の他に、レーザ光を平行光にするコリメータレンズ５８、レーザ光のビームを整形する整形プリズム５９、レーザー光の波面収差を低減する本発明の形状可変鏡１０、レーザ光を対物レンズ又は整形プリズム５９に向けて反射させる立ち上げ鏡１３、対物レンズをフォーカス方向及びトラッキング方向に追従させるためのアクチュエータ５５、アクチュエータ５５を固定するアクチュエータ固定部５６、レーザ光をスポットに集束させる対物レンズ５４が設けられている。
【００６４】
図１５は、本発明における使用する光ピックアップ装置のキャリッジをカバーで覆った状態の図であり、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は、Ａ−Ａ’（又はＢ−Ｂ’）方向と垂直な方向から見た側面図である。上記のように光ピックアップ装置を構成する光学部品が設けられたキャリッジ５２を、図１５（ａ）、（ｂ）に示すような対物レンズ５４周辺のみに窓が設けられたカバー２４で覆う。キャリッジ５２をカバー２４で覆うと、光ディスクに情報を読み書きするためにキャリッジ５２を移動させるときなど、光ピックアップ装置内の空気の対流が減少する。これにより、光ピックアップ装置内の温度変化が生じにくくなり、光ピックアップ装置内の温度を、短期的には一定に維持することが可能になる。
【００６５】
図１６は、カバー２４でキャリッジ５２を覆った本発明の第一の実施形態における光ピックアップ装置を示し、（ａ）は、カバーを除いて表示した平面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＣ−Ｃ’方向の断面図である。図１６に示すように、光ピックアップ装置の内部において、カバー２４及びキャリッジ５２には、温度センサ２２及び二つのヒータ２３が設けられている。二つのヒータ２３は、それぞれ、カバー２４及びキャリッジ５２に設けられ、上下方向から光ピックアップ装置内の空気を加熱することができる。二つのヒータ２３を使用することにより、短時間で光ピックアップ装置内の空気を加熱することができる。また二つのヒータ２３が上下方向に設けられているので、比較的均一に光ピックアップ装置内の空気を加熱することができる。また、温度センサ２２及び二つのヒータ２３は、レーザ光の光路を遮断しない位置に設置されている。
【００６６】
光ピックアップ装置の内部は、カバー２４により外部の空気からほとんど遮断されているため、光ピックアップ装置の外部の影響を受けて光ピックアップ装置内で対流が起こる可能性は少なく、光ピックアップ装置内の空気の温度は、短期的には一定に保たれる。よって、形状可変鏡１０の鏡部の温度も短期的には一定に維持される。ここで光ピックアップ装置内に設けられた二つのヒータ２３を発熱させると、光ピックアップ装置内の空気は、発熱するヒータ２３の近傍の部分とヒータ２３から離れた部分との間に温度差が生じ、結果として光ピックアップ装置内の空気の対流を生じる。ここで光ピックアップ装置の内部は、カバー２４及びキャリッジ２５でほとんど覆われている（対物レンズ周辺の窓以外は密閉されている）ので、対流は、光ピックアップ装置内のみで起こる。よって、光ピックアップ装置内の空気は、温度差が短時間で減少して、ヒータ２３の温度に近い熱平衡状態になる。よって、形状可変鏡１０の鏡部の温度もヒータ２３の温度と等しくなる。このような光ピックアップ装置内の温度は、キャリッジ５２に設置された温度センサ２２により検知され、温度検出回路及びヒータ駆動回路を介して、ヒータ２３へフィードバックされる。ヒータ２３は、光ピックアップ装置内の空気の温度が設定温度におおよそ等しくなるように制御され、光ピックアップ装置内の空気、よって形状可変鏡１０の鏡部の温度を一定に維持することが可能となる。
【００６７】
次に、本発明の形状可変鏡を備えた光ピックアップ装置の第二の実施形態を図１７と共に示す。図１７は、本発明における第二の実施形態の光ピックアップ装置を説明する図であり、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は、Ｃ−Ｃ’方向と垂直な方向から見た側面図である。
【００６８】
図１７に示す本発明における第二の実施形態の光ピックアップ装置において、光ピックアップ装置を構成する光学部品は、図１６と共に説明した第一の実施形態の光ピックアップ装置と同様に配置される。しかしながら、本実施形態の光ピックアップ装置の内部には、断熱材２５及び伝熱材２６が設けられている。断熱材２５は、キャリッジ５２の内側の底面及び側面、並びにカバー２４の内側の面に配置され、光ピックアップ装置の内部を覆っている。伝熱材２６は、断熱材２５の表面の大部分に配置され、光ピックアップ装置の断熱材２５の内側に設けられている。また、断熱材２５の伝熱材２６の設けられてない部分には、温度センサ２２が設置されている。さらに、キャリッジ５２及びカバー２４に設けられた伝熱材２６の表面には、二つのヒータ２３が設置されている。
【００６９】
上記構造の光ピックアップ装置においては、光ピックアップ装置の内部が、カバー２４により外部の空気からほとんど遮断されているため、光ピックアップ装置の外部の影響を受けて光ピックアップ装置内で対流が起こる可能性は少ない。また、光ピックアップ装置の外部からの熱伝導を、キャリッジ５２及びカバー２４に断熱材２５を設けることによって低減させることができる。これにより、光ピックアップ装置の内部と外部との間で温度差があっても、光ピックアップ装置の内部における空気の温度変化は小さく、光ピックアップ装置の空気の温度は、長い時間一定に保つことが可能となる。また、伝熱材２６の表面にヒータ２３を設置してあるため、ヒータ２３を発熱させると、光ピックアップ装置内に生じる対流だけでなく伝熱材２６を介した熱伝導によって、光ピックアップ装置内の空気、キャリッジ５２及びカバー２４を含む光ピックアップ装置の内部全体を加熱することができる。このように光ピックアップ装置の内部全体を加熱することで、光ピックアップ装置内の空気を、より短時間に、設定温度で熱平衡状態を達成することができる。加えて、温度センサ２３は、断熱材２５の表面に直接設置されており、伝熱材２６には直接接していないので、キャリッジ５２などの光ピックアップ装置の内壁の温度ではなく、光ピックアップ装置内の空気の温度を検知することができる。
【００７０】
このようにして、光ピックアップ装置内の温度を温度センサ２２により検知し、温度検出回路及びヒータ駆動回路を介して、ヒータ２３へフィードバックする。ヒータ２３は、光ピックアップ装置内の空気の温度が設定温度におおよそ等しくなるように制御され、光ピックアップ装置内の空気、よって形状可変鏡１０の鏡部の温度を一定に維持することが可能となる。
【００７１】
次に、本発明の形状可変鏡を備えた光ピックアップ装置の第三の実施形態を図１８、１９、２０及び２１と共に示す。図１８は、本発明における第三の実施形態の光ピックアップ装置を示す図であり、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は、Ａ−Ａ’（又はＢ−Ｂ’）方向と垂直な方向から見た側面図であり、（ｃ）は、（ａ）のＡ−Ａ’方向の断面図である。
【００７２】
図１８に示す本発明における第三の実施形態の光ピックアップ装置において、光ピックアップ装置を構成する光学部品は、図１６と共に説明した第一の実施形態の光ピックアップ装置と同様に配置される。しかしながら、本実施形態の光ピックアップ装置においては、キャリッジ５２に二組みの通風口２７及び扉（開閉手段に対応する）２８が設けられている。
【００７３】
二つの通風口２７は、キャリッジ５２のモータ５１側の側面とそれに対向する側の側面の二箇所に設けられる。通風口２７が、開放されているときは、光ピックアップ装置の外部の空気が光ピックアップ装置内を流れる。特に、二つの通風口の両方が、開放されているときには、光ピックアップ装置の外部の空気が、一方の通風口から他方の通風口へと流れることができる（通風口の一方のみが開放しているときには、外部の空気は、通風口と対物レンズ周辺の窓の間を流れる）。実際には、モータ５１が回転しているとき、モータ５１近傍の外部の空気が揺動するため、光ピックアップ装置の外部の空気は、回転しているモータ５１側の通風口からそれと対向する側の通風口へ流れる。この場合には、対物レンズ付近の空気の流れが減少するので、光ディスクへの情報の読み書きを安定して行うことができる。
【００７４】
また、通風口２７の各々には、扉２８が設けられており、必要に応じて扉を開閉できるようになっている。空気の流れの上流側に相当するモータ５１側の通風口２７の扉２８は、キャリッジ５２の側面の内側に取り付けられている。また、空気の流れの下流側に相当するモータ５１と対向する側の通風口２７の扉２８は、キャリッジ５２の側面の外側に取り付けられている。このように通風口及び扉をキャリッジ５２に設けることによって、本発明の形状可変鏡における鏡部の温度が設定温度より低く、光ピックアップ装置の外部における温度が設定温度と同じか又は高いときには、光ピックアップ装置の外部の空気を、光ピックアップ装置内の空気に合流させたりすることで、光ピックアップ装置内の空気の温度、即ち形状可変鏡の鏡部の温度を設定温度に向けて上昇させることができる。これにより、ヒータ２３による光ピックアップ装置内の空気の加熱を減少させて、ヒータの電力消費を減少させることができる。
【００７５】
図１９は、本発明における第三の実施形態の光ピックアップ装置における動作を説明する図であり、（ａ）は、扉を開放した状態の平面図であり、（ｂ）は、ユニモルフ型の扉の図であり、（ｃ）は、バイモルフ型の扉の図であり、（ｄ）は、ユニモルフ型の扉の動作を説明する図であり、（ｅ）は、バイモルフ型の扉の動作を説明する図である。図１９（ａ）に示すように、光ピックアップ装置の二つの扉２８は、それぞれ、光ピックアップ装置の内側及び外側へ撓むようにして開閉する。このとき、モータ５１側の扉２８は、外部の空気の流れが形状可変鏡１０を通過するように、扉２８の形状可変鏡側の端部が開く。これにより、形状可変鏡１０の鏡部の温度を迅速に調節することができる。また、モータ５１と対向する側の扉２８は、形状可変鏡１０を通過する空気が流れ易いように開く。これにより、空気の流れによる対物レンズの振動などを減少させることができる。
【００７６】
扉２８は、例えば伸縮可能な圧電材料で形成される。また扉２８は、図１９（ｂ）に示す、圧電材２９及びシム材３０を貼り合わせて形成したユニモルフ型構造、又は図１９（ｃ）に示す、二つの圧電材２９でシム材３０を挟んだバイモルフ型構造を有していてもよい。このようなユニモルフ型及びバイモルフ型の扉２８は、簡単な構造であり、適切な電圧を印加することで、容易に扉の開閉を調節することができる。ここで、扉２８に使用する圧電材２９（圧電材料）は、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）のような高分子の圧電材料が望ましい。高分子の圧電材料を使用することで、可撓性の高い大きな面積の圧電材２９を得ることができる。よって、可撓性が高く、耐久性が高く、大きな面積の扉２８を形成することができ、通風口の開口も大きくすることができる。これにより、光ピックアップ装置の外部から多くの空気を取り入れることが可能となり、短時間に形状可変鏡の鏡部の温度を変化させることができる。
【００７７】
図１９（ｄ）に示すように、図１９（ｂ）のユニモルフ型構造の扉２８において、圧電材２９に電圧を印加すると、シム材３０は、伸縮しないが、圧電材２９は、矢印に示すように伸縮する。このとき圧電材２９の長さが伸びるとすると、扉２８は、圧電材２９側に凸に撓む。圧電材２９に印加する電圧をゼロにすると、圧電材２９の長さは元に戻り、扉２８は、撓みが除かれて平坦になる。このように扉２８を変形させることで、キャリッジ５２に設けた通風口を必要に応じて開閉させることができる。これにより、光ピックアップ装置の内部の空気と外部の空気とを合流させることが可能となる。
【００７８】
図１９（ｅ）に示すように、図１９（ｃ）のバイモルフ型構造の扉２８において、二つの圧電材２９に適切な電圧を印加すると、シム材３０は、伸縮しないが、二つの圧電材２９は、それぞれ矢印に示すように伸縮する。ここで、二つの圧電材２９に、一方の圧電材２９の長さが伸びるように、他方の圧電材２９の長さが縮むように、電圧を印加する。このとき、扉２８は、長さが伸びる圧電材２９側に凸に撓む。このようなバイモルフ型構造の扉２８は、前述のユニモルフ型構造の扉２８よりも、同じ電圧で大きく撓ませることができる（又は、同じ撓みを得るための電圧が低くて済む）。二つの圧電材２９に印加する電圧をゼロにすると、二つの圧電材２９の長さは元に戻り、扉２８は、撓みが除かれて平坦になる。このように扉２８を変形させることで、キャリッジ５２に設けた通風口を必要に応じて開閉させることができる。これにより、光ピックアップ装置の内部の空気と外部の空気とを合流させることが可能となる。
【００７９】
図２０は、モータに羽根を設けた光ピックアップ装置を示す平面図である。図２０に示すように、モータ５１の回転による空気の流れを生じさせるために、モータ５１に一つ又は複数の羽根３１を取り付けてもよい。モータ５１が矢印の方向に回転すると、モータ５１に取り付けられた羽根３１により、モータ５１の周辺に空気の流れが生じる。二つの扉２８を開放すると、モータ５１側の通風口２７から、モータ周辺で流れる光ピックアップ装置の外部の空気が、光ピックアップ装置の内部に流れ易くなり、光ピックアップ装置の内部の空気と外部の空気を合流させ易くなる。
【００８０】
図２１は、本発明における第三の実施形態の光ピックアップ装置を制御する方法を説明する図であり、（ａ）は、通風口の扉の開閉を含む光ピックアップ装置の温度制御を示すフローチャートであり、（ｂ）は、ＰＣ内で使用する場合における使用初期の温度制御を示すフローチャートである。
【００８１】
上記構造を有する光ピックアップ装置の温度を、図２１（ａ）のフローチャートに示す手順で制御する。まず、温度センサ２２によって、光ピックアップ装置内の空気の温度（以下、内部温度と呼ぶことにする）を検知及び測定する。なお、この内部温度は、形状可変鏡の鏡部の温度に実質的に等しい。次に、測定した内部温度と、予め形状可変鏡における鏡部の初期の鏡面形状が実質的に平面になるように設定した室温よりも高い温度、即ち設定温度（例えば６０℃）とを比較する。
【００８２】
ここで、測定した内部温度が、設定温度と同じか若干高い場合には、ヒータ２３の発熱及び扉２８の開放を行わず（又は、ヒータ２３の発熱を停止させると共に扉２８を閉じて）、再度内部温度を検知及び測定する。逆に、測定した内部温度が、設定温度よりも低い場合には、キャリッジ５２の外部に設けた外部温度センサ（図示していない）で光ピックアップ装置の外部における空気の温度（以下、外部温度と呼ぶことにする）を測定する。外部温度センサは、光ピックアップ装置の内部に流入する空気の温度を測定するために、モータ５１側の通風口付近に設置することが望ましい。なお、この外部温度は、実際には設定温度におおよそ等しい。
【００８３】
ここで、測定した内部温度が、測定した外部温度と同じか又は若干高い場合には、扉２８の開放を行わず（又は扉の閉じて）、次のステップに進む。逆に、測定した内部温度が、測定した外部温度よりも低い場合には、扉２８を開放する。
【００８４】
次に、設定温度と外部温度とを比較する。外部温度が設定温度よりも高い場合には、ヒータ２３を発熱させないで、再度内部温度を検知及び測定する。逆に外部温度が設定温度よりも低い場合には、ヒータ２３を発熱させて、再度、内部温度を測定する。
【００８５】
以上の手順を繰り返し行うことにより、内部温度を、おおよそ設定温度に一定に維持することができ、結果として形状可変鏡１０における鏡部の初期の鏡面形状を実質的に平面に維持することができる。
【００８６】
また、実際の使用時には、図１８（ｂ）のフローチャートに示すように、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）などの機器の電源をＯＮにすると同時に、内部温度を測定する。内部温度が設定温度より低いときには、ヒータ２３で、光ピックアップ装置内の空気を加熱し、ＰＣが立ち上がるまでの間に、内部温度を、設定温度まで上昇させ、内部温度に一定に維持することが可能である。
【００８７】
上述の本発明の形状可変鏡及び光ピックアップ装置は、温度を制御する手段としてはヒータ及び通風口の扉のみであり、必ずしも、形状可変鏡又は光ピックアップ装置内の空気の温度を下げる冷却手段を使用する必要がない。よって、形状可変鏡の鏡部の温度、又は内部温度の制御を低コストで実現することができる。
【００８８】
以上、本発明を説明するためにいくつかの実施形態を示してきたが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、これらの実施形態の組み合わせや種々の応用ができることは言うまでもない。例えば、上述の本発明の実施形態では、温度センサ２２の位置及びヒータ２３をキャリッジの底面に配置しているが、キャリッジの側面に配置してもよい。また、ＬＤ−ＰＤユニットの代わりに、図７に示すような発光／受光／分離用の光学部品が分かれているユニットや、波長の異なる複数のレーザ光を発することができるユニットを使用してもよい。また必要に応じて、ペルチェ素子などの冷却手段を設けてもよい。
【００８９】
本発明の実施形態において、鏡材１は、例えば金（Ａｕ）の蒸着膜や誘電体多層膜などであり、絶縁層７は、熱酸化膜やＣＶＤ法（気相化学析出法）などで堆積させた絶縁性の材料である。共通電極４や個別電極５は、導電性の高い材料や金属膜であり、形状可変鏡を作製する工程で、高温処理をする工程を用いる場合には、白金（Ｐｔ）など高温に強い膜が望ましい。圧電素子２の材料は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒｘ，Ｔｉ１−ｘ）Ｏ３）材料）のような圧電セラミックスでもＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）のような圧電高分子でもよく、圧電素子２は、圧電素子の薄板を取り付けてもよく、圧電材料の膜を鏡基板６の鏡面と反対側に成膜してもよい。また鏡基板６は、シリコン、セラミックス、及びガラスなど硬い材料や、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）やポリイミドのような高分子材料でもよく、鏡基板６の抵抗率が高くて絶縁体に近ければ、絶縁層７は省略できる。温度センサ２２の材料は、セラミックスの圧電材料としてＰＺＴ、高分子の圧電材料としてはＰＶＤＦなどがあげられる。
【００９０】
【発明の効果】
本発明によれば、室温よりも高い温度で鏡部の初期の鏡面形状における歪みを低減させた形状可変鏡、該形状可変鏡の鏡部の温度を制御することが可能な光ピックアップ装置、及び該光ピックアップ装置を備えた光情報入出力装置を提供することができる。
【００９１】
また、本発明によれば、光ピックアップ装置に設けられた形状可変鏡の鏡部の温度を制御する方法を提供することができる。
【００９２】
【図面の簡単な説明】
【図１】光ディスクのチルトによるコマ収差の発生を説明する図であり、（ａ）は、ＣＤにおける図、（ｂ）は、ＤＶＤにおける図である。
【図２】従来の液晶板の図である。
【図３】従来の透明圧電素子の図である。
【図４】従来の複数のアクチュエータを利用した形状可変鏡の図である。
【図５】従来の形状可変鏡を説明する図であり、（ａ）は、斜視図、（ｂ）は、Ａ−Ａ’方向の断面図、（ｃ）は、鏡部の歪みを示す図である。
【図６】本発明の一つの実施形態における形状可変鏡のＡ−Ａ’方向の断面図である。
【図７】本発明の形状変化鏡を含めた光ディスク情報入出力装置全体のブロック図である。
【図８】チルトによって生じたレーザー光の波面収差の等高線図である。
【図９】本発明の形状可変鏡のＡ−Ａ’方向の断面における波面収差の低減を説明する図であり、（ａ）は、チルトにより発生したレーザー光の波面収差図、（ｂ）は、本発明の形状可変鏡により発生させた波面収差図、（ｃ）は、本発明の形状可変鏡で低減した後のレーザー光の波面収差図である。
【図１０】図１０は、従来の形状可変鏡に関する鏡部の初期の鏡面形状における温度変化を説明する図であり、（ａ）は、室温における形状可変鏡のＡ−Ａ’方向の断面図であり、（ｂ）は、上昇した温度における形状可変鏡のＡ−Ａ’方向の断面図である。
【図１１】図１１は、波面収差を低減する鏡面形状に対する、鏡部の温度上昇による鏡面形状の歪みの影響を説明する図であり、（ａ）は、本来の波面収差を低減するのに必要な鏡面形状を説明する図、（ｂ）は、鏡部の温度上昇による鏡面形状の歪みを説明する図である。
【図１２】図１２は、本実施形態の形状可変鏡に関する鏡部の初期の鏡面形状における温度変化を説明する図であり、（ａ）は、室温における形状可変鏡のＡ−Ａ’方向の断面図であり、（ｂ）は、上昇した温度における形状可変鏡のＡ−Ａ’方向の断面図である。
【図１３】形状可変鏡における鏡部の初期の鏡面形状を平面に維持する方法を説明する図である。
【図１４】光ディスク情報入出力装置内に設けられる光ピックアップ装置を説明する図であり、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は、Ａ−Ａ’方向と垂直な方向から見た側面図であり、（ｃ）は、Ａ−Ａ’方向の断面図であり、（ｄ）は、Ｂ−Ｂ’方向の断面図である。
【図１５】本発明における使用する光ピックアップ装置のキャリッジをカバーで覆った状態の図であり、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は、Ａ−Ａ’方向と垂直な方向から見た側面図である。
【図１６】カバーでキャリッジを覆った本発明の第一の実施形態における光ピックアップ装置を示し、（ａ）は、カバーを除いて表示した平面図であり、（ｂ）は、Ｃ−Ｃ’方向の断面図である。
【図１７】本発明における第二の実施形態の光ピックアップ装置を説明する図であり、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は、Ｃ−Ｃ’方向と垂直な方向から見た側面図である。
【図１８】本発明における第三の実施形態の光ピックアップ装置を示す図であり、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は、Ａ−Ａ’方向と垂直な方向から見た側面図であり、（ｃ）は、Ａ−Ａ’方向の断面図である。
【図１９】本発明における第三の実施形態の光ピックアップ装置における動作を説明する図であり、（ａ）は、扉を開放した状態の平面図であり、（ｂ）は、ユニモルフ型の扉の図であり、（ｃ）は、バイモルフ型の扉の図であり、（ｄ）は、ユニモルフ型の扉の動作を説明する図であり、（ｅ）は、バイモルフ型の扉の動作を説明する図である。
【図２０】モータに羽根を設けた光ピックアップ装置を示す平面図である。
【図２１】図２１は、本発明における第三の実施形態の光ピックアップ装置を制御する方法を説明する図であり、（ａ）は、通風口の扉の開閉を含む光ピックアップ装置の温度制御を示すフローチャートであり、（ｂ）は、ＰＣ内で使用する場合における使用初期の温度制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１    鏡材
２    圧電素子
４    共通電極
５    個別電極
６    鏡基板
７    絶縁層
８    鏡固定用部材
１０    形状可変鏡
１１    光ディスク
１２    対物レンズ及び対物光学系
１３    立ち上げ鏡
１４    偏光ビームスプリッタ
１５    レーザ素子及びレーザ光学系
１６    光検出素子及び光検出光学系
２２    温度センサ
２３    ヒータ
２４    カバー
２５    断熱材
２６    伝熱材
２７    通風口
２８    扉
２９    圧電材
３０    シム材
３１    羽根
５１    モータ
５２    キャリッジ
５３    レール
５４    対物レンズ
５５    アクチュエータ
５６    アクチュエータ固定部
５７    ＬＤ−ＰＤユニット
５８    コリメータレンズ
５９    整形プリズム
１０１ａ，１０１ｂ    対物レンズ
１０２ａ，１０２ｂ    樹脂層
１０３ａ，１０３ｂ    スポット
１０８    記録層
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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