(57)【要約】  【課題】  圧電素子の縦方向の変位を利用して鏡面を変形させる形状可変ミラーを用いて波面収差の補正を行える光ピックアップ装置において、圧電素子の数を少なく抑え、且つ、波面収差を行う際に各圧電素子に印加する電圧の差を小さくできる形状可変ミラーを備える光ピックアップ装置を提供する  【解決手段】  光ピックアップに配置される形状可変ミラー６は、光源から出射される光ビームの進行方向に対して４５°傾く。形状可変ミラー６において、圧電素子１３は、支持基板１１に十字方向に４つ配置され、十字方向の各方向に配置される２つの圧電素子１３は点対称である。更にこの十字方向のうち光ビームに垂直な方向をＸ方向、もう一方をＹ方向とすると、各圧電素子１３が同電位で駆動される際に、形状可変ミラー６の鏡面のＸ方向の曲率とＹ方向の曲率との比が１：２となるように圧電素子１３は配置される。【選択図】      図２
2007058921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、該光源から出射される光ビームを平行光に変換する平行光変換手段と、前記平
行光変換手段により変換される平行光を反射すると共に、支持基板と該支持基板に対面す
るミラー部とに挟まれる圧電素子を用いて前記ミラー部の鏡面を変形し、前記光源から出
射される光ビームの波面収差を補正する形状可変ミラーと、前記形状可変ミラーで反射さ
れる光ビームを集光して光記録媒体の記録面に導く集束手段と、を備える光ピックアップ
装置において、
前記圧電素子は、前記支持基板上に十字方向に４つ配置され、前記十字方向の各方向それ
ぞれに配置される２つの前記圧電素子は十字の交点に対して対称に配置され、更に、前記
十字方向のうち前記平行光の進行方向に直交する方向をＸ方向とし、他方をＹ方向とし、
前記Ｘ方向を軸として傾けられる前記形状可変ミラーの前記鏡面と前記平行光の進行方向
とのなす角を４５°とし、前記圧電素子の全てを同電位で駆動した場合に、前記鏡面の前
記Ｘ方向の曲率と前記Ｙ方向の曲率との比が１：２となるように前記支持基板上に配置さ
れ、
前記圧電素子が配置される前記十字方向の延長線に、前記ミラー部を前記支持基板上に固
定する４つの固定部が配置されることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
光源と、該光源から出射される光ビームを反射すると共に、支持基板と該支持基板に対
面するミラー部とに挟まれる圧電素子を用いて前記ミラー部の鏡面を変形し、前記光源か
ら出射される光ビームの波面収差を補正する形状可変ミラーと、前記形状可変ミラーで反
射される光ビームを集光して光記録媒体の記録面に導く集束手段と、を備える光ピックア
ップ装置において、
前記圧電素子は、前記支持基板上に十字方向に４つ配置され、前記十字方向の各方向それ
ぞれに配置される２つの前記圧電素子は十字の交点に対して対称に配置され、更に、前記
十字方向のうち前記光源から出射される光ビームの進行方向に直行する方向をＸ方向とし
、他方をＹ方向とし、前記Ｘ方向を軸として傾けられる前記形状可変ミラーの前記鏡面と
前記光源から出射される光ビームの進行方向とのなす角をθとし、前記圧電素子の全てを
同電位で駆動した場合に、前記鏡面の前記Ｘ方向の曲率ＫＸと前記Ｙ方向の曲率ＫＹとの
比が、下記の式を満たすように前記支持基板上に配置されることを特徴とする光ピックア
ップ装置。
ＫＸ／ＫＹ＝（ｃｏｓ２θ＋１）／２
但し、０＜θ＜９０°。
【請求項３】
前記光源と、前記形状可変ミラーとの間に、前記光源から出射される光ビームを平行光
に変換する平行光変換手段が設けられることを特徴とする請求項２に記載の光ピックアッ
プ装置。
【請求項４】
前記形状可変ミラーの傾きを表す前記θが４５°であることを特徴とする請求項２又は
請求項３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記圧電素子が配置される前記十字方向の延長線に、前記ミラー部を前記支持基板上に
固定する４つの固定部が配置されることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに
記載の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、ＤＶＤやＣＤ−ＲＯＭ等の光記録媒体から情報を読み取ったり、光記録媒体
に情報を記録したりする際に用いられる光ピックアップ装置に関し、より詳細には、形状
可変ミラーを用いて波面収差の補正ができる光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光記録媒体として音楽用ＣＤ（コンパクトディスク）や映像用ＤＶＤ（デジタル
多用途ディスク）が実用化され、近年ではさらに大容量の高品位ＤＶＤとして青色ＤＶＤ
が開発されている。このようなＣＤ、ＤＶＤ、青色ＤＶＤ等の光記録媒体にアクセスする
ためのドライブ装置として、光ディスク装置が普及している。光ディスク装置では、光記
録媒体の記録面にレーザ光を照射して情報の記録又は消去を行い、記録面からの反射光に
基づいて情報の再生などを行っている。そして、このような機能を有する光ディスク装置
には、光記録媒体の記録面にレーザ光を照射して光スポットを形成するとともに、記録面
からの反射光を受光するための装置として光ピックアップ装置が備えられている。
【０００３】
このような光ピックアップ装置において、光記録媒体のうち、特に青色ＤＶＤでは、高
開口数（ＮＡ）となるために、光ディスクの基板厚さが微小に変動することによって生じ
る球面収差の影響が顕著となって、微細な集光スポットが得られなくなり、再生信号のジ
ッタが劣化したり、記録時のピークパワーの低下を招いたり、記録・再生品質が著しく低
下してしまうという問題がある。
【０００４】
また、光ディスクの反り等によって光ディスク面に対して光ピックアップ装置の光軸が
傾き、レーザ光の光路が曲げられてコマ収差が発生し、適正なスポット径に集光すること
ができなくなった結果、記録・再生品質が著しく低下するという問題もある。その他にも
、光ピックアップ装置における光学レンズや偏向ビームスプリッタなどの光学部品の配置
に高い精度が要求されるために、非点収差が発生して記録・再生品質の低下を招くという
問題もある。このような、球面収差等の波面収差を補正する手段として、従来から形状可
変ミラーを用いる手段が提案されている。
【０００５】
この点、例えば、特許文献１においては、ミラー自体を積層型の圧電素子で変形させ位
相制御を行う形状可変ミラーが提案されている。しかし、特許文献１で紹介される形状可
変ミラーを光ピックアップ装置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
、この形状可変ミラーを用いると光ピックアップ装置の構成が複雑になり、かつ、装置組
み立て時のコストも高くなる。また、配線などの問題が解決できたとしても、積層圧電素
子をかなり小さくしなければならないために、技術的にもコスト的にも困難が生じる。
【０００６】
また、主にコマ収差を補正する形状可変ミラーとして、圧電素子を利用したユニモルフ
又はバイモルフ構造の形状可変ミラーも提案されている。これは、例えば、図９（ａ）、
（ｂ）に示すような構造を有している。図９（ａ）は、斜視図であり、図９（ｂ）は、図
９（ａ）のＡ−Ａ'における断面図である。ここで、１０１はミラー材、１０２は圧電素
子、１０４は共通電極、１０５は個別電極、１０６はミラー基板、１０８は、ミラー固定
用ベースである。
【０００７】
この形状可変ミラーは、低電圧で小型化にも有利とされるが、低電圧でミラー面を変形
させるためにミラー基板１０６を薄くする構造となっており、ミラー材１０１や共通電極
１０４などの成膜による応力の影響や、ミラーを固定するときの歪みなどの影響で、ミラ
ー部の平面度は悪くなるという問題がある。このため、特許文献２では、ミラーを変形さ
せる駆動用圧電素子と同じ圧電材で構成されるミラーの変位を検知する検知センサを設け
てミラー部の平面度を保つ技術を提案している。しかし、形状可変ミラーを特許文献２の
ような構成とする場合、配線の数が増え、このような形状可変ミラーを用いて光ピックア
ップ装置を構成すると、装置の構成が複雑になる等の問題がある。
【０００８】
上述の点を考慮して、支持基板とこれに対面するミラー部との間に複数個の圧電素子を
挟み、この圧電素子の縦方向の変位を利用して鏡面を変形させる形状可変ミラーを用いて
光ピックアップ装置を構成することも考えられる。
【０００９】
しかしながら、このような形状可変ミラーは、光ピックアップ装置に配置される際に、
通常は光軸に対してミラーを傾けた状態で配置されるために、各圧電素子に同電位の電圧
を印加してミラーを単に球面状に変形しただけでは、通常、球面収差の補正を行うことが
できない。このため、球面収差の補正を行うために、圧電素子の数を増やしたり、各圧電
素子に印加する電圧に大きな差を設けることができるように、ゲインの異なるアンプを複
数備えたりする必要が生じる。その結果、光ピックアップ装置の部品点数の増加、装置自
体の大型化及び装置の複雑化という問題が発生する。
【特許文献１】特開平５−３３３２７４号公報
【特許文献２】特開２００５−４３５４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
以上の点を鑑みて、本発明の目的は、圧電素子の縦方向の変位を利用して鏡面を変形さ
せる形状可変ミラーを用いて波面収差の補正を行える光ピックアップ装置において、圧電
素子の数を少なく抑え、且つ、波面収差を行う際に各圧電素子に印加する電圧の差を小さ
くできる形状可変ミラーを備える光ピックアップ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明は、光源と、該光源から出射される光ビームを平行光
に変換する平行光変換手段と、前記平行光変換手段により変換される平行光を反射すると
共に、支持基板と該支持基板に対面するミラー部とに挟まれる圧電素子を用いて前記ミラ
ー部の鏡面を変形し、前記光源から出射される光ビームの波面収差を補正する形状可変ミ
ラーと、前記形状可変ミラーで反射される光ビームを集光して光記録媒体の記録面に導く
集束手段と、を備える光ピックアップ装置において、前記圧電素子は、前記支持基板上に
十字方向に４つ配置され、前記十字方向の各方向それぞれに配置される２つの前記圧電素
子は十字の交点に対して対称に配置され、更に、前記十字方向のうち前記平行光の進行方
向に直交する方向をＸ方向とし、他方をＹ方向とし、前記Ｘ方向を軸として傾けられる前
記形状可変ミラーの前記鏡面と前記平行光の進行方向とのなす角を４５°とし、前記圧電
素子の全てを同電位で駆動した場合に、前記鏡面の前記Ｘ方向の曲率と前記Ｙ方向の曲率
との比が１：２となるように前記支持基板上に配置され、前記圧電素子が配置される前記
十字方向の延長線に、前記ミラー部を前記支持基板上に固定する４つの固定部が配置され
ることを特徴としている。
【００１２】
また、上記目的を達成するために本発明は、光源と、該光源から出射される光ビームを
反射すると共に、支持基板と該支持基板に対面するミラー部とに挟まれる圧電素子を用い
て前記ミラー部の鏡面を変形し、前記光源から出射される光ビームの波面収差を補正する
形状可変ミラーと、前記形状可変ミラーで反射される光ビームを集光して光記録媒体の記
録面に導く集束手段と、を備える光ピックアップ装置において、前記圧電素子は、前記支
持基板上に十字方向に４つ配置され、前記十字方向の各方向それぞれに配置される２つの
前記圧電素子は十字の交点に対して対称に配置され、更に、前記十字方向のうち前記光源
から出射される光ビームの進行方向に直行する方向をＸ方向とし、他方をＹ方向とし、前
記Ｘ方向を軸として傾けられる前記形状可変ミラーの前記鏡面と前記光源から出射される
光ビームの進行方向とのなす角をθとし、前記圧電素子の全てを同電位で駆動した場合に
、前記鏡面の前記Ｘ方向の曲率ＫＸと前記Ｙ方向の曲率ＫＹとの比が、下記の式を満たす
ように前記支持基板上に配置されることを特徴としている。
ＫＸ／ＫＹ＝（ｃｏｓ２θ＋１）／２
但し、０＜θ＜９０°。
【００１３】
また、本発明は、上記構成の光ピックアップ装置において、前記光源と、前記形状可変
との間に前記光源から出射される光ビームを平行光に変換する平行光変換手段が設けられ
ることを特徴としている。
【００１４】
また、本発明は、上記構成の光ピックアップ装置において、前記形状可変ミラーの傾き
を表す前記θが４５°であることを特徴としている。
【００１５】
また、本発明は、上記構成の光ピックアップ装置において、前記圧電素子が配置される
前記十字方向の延長線に、前記ミラー部を前記支持基板に固定する４つの固定部が配置さ
れることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の第１の構成によれば、光ピックアップ装置において、光源から出射される光ビ
ームの進行方向に対して４５°傾けた状態で形状可変ミラーを配置しても、圧電素子の全
てを同電位で駆動することにより、球面収差の補正を行うことが可能になる。また、光ピ
クアップ装置中に配置される形状可変ミラーを、光ビームの進行方向に対して４５°傾け
た状態で配置し、更に形状可変ミラーに光ビームが入射する前に光源から出射された光ビ
ームを平行光に変換しているために、光ピックアップ装置の構成をコンパクトにできる。
以上により、球面収差の補正ができる光ピックアップ装置を設計するにあたって、部品点
数を増やさず、構成を簡易にでき、装置の小型化も可能となる。
【００１７】
また、本発明の第２の構成によれば、光ピックアップ装置において、光源から出射され
る光ビームの進行方向に対して傾けた状態で形状可変ミラーを配置しても、圧電素子の全
てを同電位で駆動することにより、球面収差の補正を行うことが可能になる。これにより
、少ない圧電素子で、また、圧電素子駆動時の負荷を小さくして、球面収差の補正が可能
となり、球面収差の補正ができる光ピックアップ装置の部品点数を増やすことなく、構成
を簡易にでき、装置も小型化することが可能となる。また、圧電素子をこのように配置し
ておけば、本発明の光ピックアップ装置で形状可変ミラーを用いて、球面収差以外のコマ
集や非点収差の補正を行う際にも圧電素子に印加する電圧に大きな差を設けずに補正する
ことが可能となる。
【００１８】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の光ピックアップ装置において、
形状可変ミラーに入射する光ビームを平行光に変換しているために、球面収差の補正がで
きる光ピックアップ装置の設計を容易にできる。
【００１９】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第２又は第３の構成の光ピックアップ装置に
おいて、光学系のコンパクト設計に有利であり、光ピックアップ装置を小型化することが
可能となる。
【００２０】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第２乃至第４のいずれかの構成の光ピックア
ップ装置において、光ピックアップ装置に備えられる、全ての圧電素子を同電位で駆動し
て球面収差の補正を行うことができる形状可変ミラーを設計するにあたって、圧電素子の
みならず、固定部についても配置を動かしながら、圧電素子と固定部との位置関係を調整
して、所望の形状可変ミラーを得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、ここで説明する構成
は、実施形態の一例を示すものであり、この実施形態に限定されるものではない。
【００２２】
図１は、本実施形態の光ピックアップ装置の光学系を示す概略図である。図１において
、光ピックアップ装置１は、ＣＤ、ＤＶＤ、青色ＤＶＤなどの光記録媒体８上にレーザビ
ームを照射し反射光を受光することにより、光記録媒体８の信号記録面に記載された情報
を読み取ったり、光記録媒体８上に光ビームを照射して記録面に情報を書き込んだりする
ことを可能とする装置である。光ピックアップ装置１は、例えば、レーザ光源２と、コリ
メートレンズ３と、ビームスプリッタ４と、１／４波長板５と、形状可変ミラー６と、対
物レンズ７と、集光レンズ９と、受光部１０と、を備えている。
【００２３】
レーザ光源２は、所定の波長のレーザビームを出射する半導体レーザダイオードである
。例えば、ＣＤ用には７８５ｎｍ、ＤＶＤ用には６５０ｎｍ、青色ＤＶＤ用には４０５ｎ
ｍの波長のレーザビームを出射できる半導体レーザダイオードが使用される。なお、本実
施形態では１つのレーザ光源２から出射されるレーザビームの波長は１種類であるが、複
数の波長のレーザビームを出射できるレーザ光源を用いても構わない。レーザ光源２を出
射されたレーザビームは、コリメートレンズ３に送られる。
【００２４】
コリメートレンズ３は、レーザ光源２より出射されたレーザビームを平行光に変換する
レンズである。ここで、平行光とは、レーザ光源２から出射されたレーザビームの全ての
光路が光軸とほぼ平行である光をいう。コリメートレンズ３を透過した平行光は、ビーム
スプリッタ４に送られる。
【００２５】
ビームスプリッタ４は、コリメートレンズ３を透過してきたレーザビームを透過すると
共に、光記録媒体８で反射されたレーザビームをさらに反射して受光部１０へと導く。ビ
ームスプリッタ４を透過したレーザビームは、１／４波長板５に送られる。
【００２６】
１／４波長板５は、レーザビームの垂直偏光成分の位相を９０°変化させる。１／４波
長板５を透過したレーザビームは、形状可変ミラー６に送られる。
【００２７】
形状可変ミラー６は、１／４波長板５を透過してきたレーザビームを反射して対物レン
ズ７へと導く。また、形状可変ミラー６に備えられる鏡面を変形して、レーザビームの波
面収差の補正を行う。なお、形状可変ミラー６の詳細については後述する。
【００２８】
対物レンズ７は、形状可変ミラー６で反射されたレーザビームを光記録媒体８の内部に
形成された情報記録面上に集光させる。
【００２９】
光記録媒体８上で反射されたレーザビームは、対物レンズ７を透過して、形状可変ミラ
ー６で反射される。そして、形状可変ミラー６で反射されたレーザビームは、１／４波長
板５を透過し、ビームスプリッタ４で反射されて、集光レンズ９に送られる。集光レンズ
９は、光記録媒体８から反射されてきたレーザビームを受光部１０に集光する。
【００３０】
受光部１０は、レーザビームを受光後、光情報を電気信号に変換して、例えば光ディス
ク装置等に備えられるＲＦアンプ等に出力する。この電気信号は、記録面に記録されてい
るデータの再生情報と、光ピックアップ装置１自体及び対物レンズ７の位置制御に必要な
情報（サーボ情報）などを含む。
【００３１】
次に、本実施形態の形状可変ミラー６の詳細について説明する。図２は、本発明の実施
形態の形状可変ミラーを示す構成図である。なお、図面中の各部材の大きさや厚み等は理
解を容易にする目的のためのものであり、実際の寸法と異なる。図２（ａ）は、本実施形
態の形状可変ミラーを構成する各部材を分解して斜視図で示している。図２（ｂ）は、図
２（ａ）に示すａ−ａ'位置で切った断面図であり、各部材が組み立てられた状態で示し
ている。
【００３２】
形状可変ミラー６は、圧電素子１３の縦方向の変位を利用してミラー部１２の鏡面を変
形させて、光ピックアップ装置１（図１参照）中で発生する収差の補正を行うミラーであ
る。また、本実施形態においては、上述のようにレーザ光源２（図１参照）から出射され
たレーザビームを反射させて光記録媒体８（図１参照）へと導く立ち上げミラーの役割も
果たす。
【００３３】
以下、形状可変ミラー６を構成する各パーツについて説明する。１１は圧電素子１３及
び固定部１４を取り付ける支持基板である。支持基板１１の材質としては、例えば、ガラ
スやセラミックス等の絶縁体が挙げられる。支持基板１１上には、この他に、例えば、圧
電素子１３及び固定部１４を配置するための凸部１５や、圧電素子１３を駆動するために
必要な電極及び配線（図示しない）が設けられている。
【００３４】
ミラー部１２は、圧電素子１３によって鏡面を変形され、光源から照射されてきた光ビ
ームを反射する。そして、鏡面の変形量を調整することで、光ピックアップ装置１（図１
参照）において発生する収差の補正が行われる。このように、ミラー部１２は変形して用
いられるために、剛性が高い物質で構成されるのが好ましい。また、ミラー部１２は導電
性が得られる物質から形成されることが好ましい。導電性が得られる物資でミラー部１２
を形成すると、ミラー部１２に、圧電素子１３を駆動するために必要な電極や配線を、別
途設ける必要がないからである。このため、ミラー部１２は、例えば、シリコンやアルミ
ニウム、鉄等の金属で形成されるのが好ましい。
【００３５】
なお、ミラー部１２は、１種類の材質で構成されても構わないし、例えば、ミラー部１
２のベースにシリコンを用いて、その上に、鏡面となるアルミニウム等のコーティング層
を重ねるような構成としてもよく、また、ベースの上に複数の層を形成するようにしても
構わない。
【００３６】
固定部１４は、図２に示すように、支持基板１１及びミラー部１２の端部と接合され、
ミラー部１２を支持基板１１に対して固定する役割を果たす。固定部１４に用いられる材
質としては、例えば、ガラスやセラミックスが挙げられる。なお、本実施形態では、固定
部１４を支持基板１１及びミラー部１２の端部に配置する構成としたがこれに限定される
趣旨ではない。ただし、固定部１４は圧電素子１３より、ミラー部１２の外周側に配置す
る必要がある。
【００３７】
また、本実施形態においては、固定部１４は、支持基板１１と分離した状態であるが、
支持基板１１と固定部１４は一体型でもよく、その他、本発明の目的を逸脱しない範囲で
、形状等の変更が可能である。また、固定部１４の高さは、ミラー部１２の鏡面に歪みが
発生するのを防止するため、同一高さに揃えるのが好ましく、固定部１４と圧電素子１３
の高さの関係も歪みが発生しないように調整するのが好ましい。
【００３８】
圧電素子１３は、図２に示すように、支持基板１１とミラー部１２との間に挟まれ、例
えば図２（ａ）に示すように、十字方向（図のＸ方向とＹ方向）に４つ配置される。そし
て、十字方向の各方向それぞれに配置される２つの圧電素子１３は、十字の交点に対して
点対称に配置される。各方向について、十字の交点からいずれの距離に圧電素子１３が配
置されるかは、所定の式に従って決定されている。この点の詳細については後述する。
【００３９】
圧電素子１３は、図２（ｂ）の上下方向から電圧を印加することにより伸縮し、上下方
向の変位を利用してミラー部３の鏡面を変形させる。このような圧電素子１３を構成する
材料としては、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛、Ｐｂ（ＺｒxＴｉ1-x）Ｏ3）が
挙げられる。ただし、ＰＺＴに限定される趣旨ではなく、他の圧電セラミックスでも構わ
ないし、ポリフッ化ビニリデンのような圧電高分子等でもよい。
【００４０】
圧電素子１３を駆動するために必要となる電極は、例えば、次のように配置されている
。まず、圧電素子１３の下部側の電極は、支持基板１１上に設けられる圧電素子１３を配
置する凸部１５上に、例えば、Ａｕ層等を蒸着して設けられる。そして、この電極は、例
えば支持基板１１上に形成される配線パターンに接続される。一方、圧電素子１３の上部
側の電極については、例えば導電性を有するミラー部１２自体が電極となる。
【００４１】
なお、圧電素子１３の形状は、本実施形態では角柱形状としたが、この形態に限定され
るものではなく、例えば、上面が直方体形状でも、円柱状等でも構わない。
【００４２】
次に、支持基板上１１への圧電素子１３の配置方法の詳細を説明する。上述したように
、例えば、支持基板上に圧電素子を十字方向に対称に４つ、均等に配置した形状可変ミラ
ーを用いて光ピックアップ装置を構成する場合、通常形状可変ミラーは光軸に対して傾け
て配置されるために、４つの圧電素子を同電位で駆動して形状可変ミラーの鏡面を単純に
球面状に変形しただけでは球面収差の補正を行うことができない。このため、例えば、各
圧電素子を駆動する電圧に差を設ける必要が生じる。しかし、このような場合、例えば、
形状可変ミラーを用いて波面収差の補正を行うために、圧電素子に印加する電圧に大きな
差を設ける必要が生じ、ゲインの異なるアンプを用意する等の対応が必要となる。
【００４３】
このように、アンプの数を増やすと光ピックアップ装置の部品点数が増え、構成が複雑
になる等の不都合があるために、本発明においては、支持基板１１上に配置する圧電素子
１３の配置について工夫をするべく、有限要素法を用いたシミュレーションにより、支持
基板１１上に配置される圧電素子１３の全てを同電位で駆動した場合に球面収差の補正が
できる配置を検討した。
【００４４】
有限要素法によるシミュレーションを行うにあたっては、図３に示す光学系を用いた。
図３は、光学系の概略図であり、レーザ光源２を出射された光ビームは、コリメートレン
ズ３で平行光に変換され、この平行光は形状可変ミラー６で反射された後、対物レンズ７
により光記録媒体８に集光される。また、この光学系に配置される形状可変ミラー６は図
４に示すような向きに配置されている。図４は図３における形状可変ミラー６、対物レン
ズ７及び光記録媒体８の斜視図であり、図４におけるＸ方向は、図３における紙面方向に
対応し、形状可変ミラー６のミラー面上において、このＸ方向と垂直な方向がＹ方向であ
る。
【００４５】
更に、形状可変ミラー６、対物レンズ７、光記録媒体８の位置関係は、例えば、図５に
示すように設計した。図５は、形状可変ミラー６、対物レンズ７及び光記録媒体８の位置
関係を説明するための概略断面図である。図５に示すように形状可変ミラー６の中心と対
物レンズ７の下部側の頂点までは１．０ｍｍ、対物レンズ７の最大厚みは１．７ｍｍ、対
物レンズ７と光記録媒体８の距離は０．４５ｍｍの条件でシミュレーションは行われた。
【００４６】
図６は、シミュレーション時の形状可変ミラー６の光軸に対する傾きを示すための説明
図で、レーザ光源２から出射される光ビームの進行方向と形状可変ミラー６の鏡面（又は
支持基板）とのなす角度（以下、ミラー角度という。）をθとしている。そして、ミラー
角度θを１５°、３０°、４５°、６０°、７５°と変化させた場合の各角度について、
上述した光学系を用いて、例えば、光記録媒体８の基材厚みが０．１ｍｍより０．０５ｍ
ｍ変動した場合に発生する球面収差（計算上では７５ｍλに相当）をゼロとできる形状可
変ミラー６の鏡面のＸ方向とＹ方向の曲率の関係を、Ｘ方向とＹ方向の曲率を変化させな
がら有限要素法により求めた。
【００４７】
図７は、有限要素法による計算結果を示しており、横軸がミラー角度、縦軸がＸ方向の
曲率とＹ方向の曲率の比（ＫＸ／ＫＹ）である。そして、この結果から得られる曲線の近
似式を求めたところ、ミラー角度θと形状可変ミラー６のＸ方向とＹ方向の曲率の比（Ｋ
Ｘ／ＫＹ）の関係が、
ＫＸ／ＫＹ＝（ｃｏｓ２θ＋１）／２
但し、０＜θ＜９０°
なる関係を満たすことがわかった（図７の点線が相当）。
【００４８】
なお、形状可変ミラー６と対物レンズ７の位置関係を変化させても、光量の損失が生じ
る可能性はあるが光線特性が変化しないので、上記関係式が得られる。また、同様に、形
状可変ミラー６に入射する光線は平行光でなくても上記関係式が得られる。更に、対物レ
ンズ７についても、上記と異なる設計のものを用いても上記関係式が得られる。
【００４９】
従って、光ピックアップ装置上に配置する形状可変ミラーのミラー角度を決定すれば、
光ピックアップで発生する球面収差を補正できる形状可変ミラーの鏡面のＸ方向とＹ方向
の曲率比が決まるので、上述した本実施形態の形状可変ミラー６の４つの圧電素子１３全
てを同電位で駆動する場合の圧電素子１３の配置を更に有限要素法による計算で求めるこ
とが可能となる。
【００５０】
本実施形態の光ピックアップ装置１（図１参照）においては、ミラー角度は４５°であ
る。このため、形状可変ミラー６において、球面収差の補正ができる圧電素子１３（図２
参照）の配置は、形状可変ミラー６の鏡面のＸ軸における曲率とＹ軸における曲率の比が
１：２となる配置とすればよい。このため、形状可変ミラー６のサイズ構成を、例えば図
８に示すようなサイズ構成とし、４つの圧電素子１３を同電位で駆動した場合の発生荷重
が１Ｎであるとして、有限要素法により、圧電素子１３の配置を動かしながら、形状可変
ミラー６の鏡面のＸ方向曲率とＹ方向の曲率が１：２となる点を求めた。なお、図８は形
状可変ミラー６を鏡面側から見た正面図であり、図の斜線部分は形状可変ミラー６の鏡面
のうち、可動しない部分を表す。
【００５１】
このシミュレーションによると、図８上に点線の円で示すように、Ｘ方向の圧電素子１
３（図２参照）は鏡面の中心から±３ｍｍ、Ｙ方向の圧電素子１３は鏡面の中心から±７
ｍｍの位置に配置したときに、４つの圧電素子１３を同電位で駆動した時の形状可変ミラ
ー６の鏡面のＸ方向の曲率とＹ方向の曲率の比が１：２となる。そして、本実施形態の形
状可変ミラー６は、この計算結果に基づいて圧電素子１３の配置を行っている。なお、形
状可変ミラー６のサイズは、本実施形態のサイズに限定される趣旨ではなく、本発明の目
的を逸脱しない範囲で変更可能である。
【００５２】
また、本実施形態では、固定部１４の位置をミラー部１２の端部に配置しておき、圧電
素子１３の配置を計算により決定する構成としたが、形状可変ミラー６の鏡面の曲率は、
圧電素子１３と固定部１４との位置関係で決まるものであるために、例えば、圧電素子１
３の位置を予め設定して置き、固定部１４の位置を変動させ、圧電素子１３と固定部１４
の配置を決定するようにしても構わない。
【００５３】
更に、以上に説明した本実施形態では、形状可変ミラー６の形態として、全体が直方体
形状のものを示したが、特にこの形状に制限されるものでなく、本発明の目的を逸脱しな
い範囲で変更が可能である。例えば、支持基板１１やミラー部１２等が円形に構成されて
いてもよく、ミラー部１２と比較して支持基板２の方が大きい構成としてもよい。
【００５４】
以上のように構成される形状可変ミラー６を用いる光ピックアップ装置１では、レーザ
光源から出射される光ビームの球面収差について、形状可変ミラー６を構成する圧電素子
１３の全てに収差量に応じた同一の電圧を印加すれば補正可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、圧電素子の縦方向の変位を利用して鏡面を変形させる形状可変ミラーを用い
た光ピックアップ装置の簡易な構成等に関する。そして、本発明では、光源から出射され
た光ビームの波面収差を装置内に備えられた形状可変ミラーを用いて補正することが可能
な光ピックアップ装置において、形状可変ミラーに備えられる圧電素子の配置を、圧電素
子によって変形される形状可変ミラーの鏡面の曲率に注目して、有限要素法によるシミュ
レーションを用いて決定することとしている。
【００５６】
これによれば、光ピックアップ装置における形状可変ミラーの光軸に対する傾きが決ま
れば、形状可変ミラーに備えられる圧電素子全てを同電位で駆動した場合に球面収差の補
正が可能となる鏡面の曲率に関する一定の関係式が得られるために、圧電素子駆動時に駆
動電源に負荷をかけない圧電素子の配置が決定可能となる。このため、計算により得られ
た結果に基づいて、形状可変ミラーを形成し、その形状可変ミラーを用いた光ピックアッ
プ装置を構成すれば、圧電素子を駆動するために複数種類のゲインアンプを必要すること
もなく、光ピックアップ装置の構成を簡易にできる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】は、本実施形態の光ピックアップ装置の光学系を示す概略図である。
【図２】は、本実施形態の形状可変ミラーの構成を示す図である。
【図３】は、本発明において、形状可変ミラーが備える圧電素子の最適配置を見つけるためのシミュレーションに用いた光ピックアップ装置の光学系の概略図である。
【図４】は、シミュレーション時の形状可変ミラーの配置を説明するための説明図である。
【図５】は、シミュレーション時の形状可変ミラーと対物レンズ、光記録媒体の関係を示す説明図である。
【図６】は、シミュレーション時の光ビームの進行方向と形状可変ミラーの傾きを説明する説明図である。
【図７】は、シミュレーションによって得られたミラー角度と、形状可変ミラーのＸ方向とＹ方向の曲率比との関係を示す図である。
【図８】は、シミュレーションに用いた形状可変ミラーの構成を示す図で、形状可変ミラーを鏡面側から見た正面図である。
【図９】は、従来の形状可変ミラーの構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００５８】
１                      光ピックアップ装置
２                      レーザ光源
３                      コリメートレンズ（平行光変換手段）
６                      形状可変ミラー
７                      対物レンズ（集束手段）
８                      光記録媒体
１１                    支持基板
１２                    ミラー部
１３                    圧電素子
１４                    固定部
【図１】
2007058921.tif 000003
【図２】
2007058921.tif 000004
【図３】
2007058921.tif 000005
【図４】
2007058921.tif 000006
【図５】
2007058921.tif 000007
【図６】
2007058921.tif 000008
【図７】
2007058921.tif 000009
【図８】
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【図９】
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