(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つのフレームと、
１つのレンズと、
上記レンズを運ぶために上記フレームに配設されている１つのキャリヤと、
作用アーム（effort arm）、荷重アーム（load arm）、及びこれら作用アームと荷重アームとの間に配設された支持部をそれぞれ有する２つのレバーと、
上記キャリヤがフォーカス方向に沿って移動するのを可能とするように２つの上記作用アームのそれぞれに力を与える２つのフォーカシングアクチュエータとを備え、
上記２つのフォーカシングアクチュエータは、互いに直交する向きに配設されており、
２つの上記荷重アームの長さは、それぞれ、２つの上記作用アームのそれぞれの長さよりも長く、
２つの上記荷重アームは、それぞれ、上記キャリヤに接続されており、
２つの上記支持部は、それぞれ、上記フレームに固定されており、２つの上記レバーのそれぞれの支点として用いられ、
上記２つのフォーカシングアクチュエータのうち一方のフォーカシングアクチュエータは、上記キャリヤを上方向に移動させるように用いられ、他方のフォーカシングアクチュエータは、上記キャリヤを下方向に移動させるように用いられること
を特徴とする光ピックアップヘッド。
【請求項２】
さらに、上記フレームがトラッキング方向に沿って移動するように当該フレームを制御するために当該フレームに配設されたトラッキングアクチュエータを備えること
を特徴とする請求項１記載の光ピックアップヘッド。
【請求項３】
上記トラッキングアクチュエータは、１対の櫛歯型電極を有する櫛歯型トラッキングアクチュエータであること
を特徴とする請求項２記載の光ピックアップヘッド。
【請求項４】
上記櫛歯型トラッキングアクチュエータは、弧状の櫛歯部を有すること
を特徴とする請求項３記載の光ピックアップヘッド。
【請求項５】
さらに、上記キャリヤがフォーカス方向に沿って移動するように２つの上記荷重アームのそれぞれが当該キャリヤを駆動するのを可能とするように、当該キャリヤと２つの当該荷重アームのそれぞれとを連結する可撓性のある２つの連結要素を備えること
を特徴とする請求項１記載の光ピックアップヘッド。
【請求項６】
さらに、２つの上記レバーがそれぞれ上記フレームに対して回転するのを可能とするように、当該フレームに２つの上記支持部のそれぞれを固定する可撓性のある２つの支持要素を備えること
を特徴とする請求項１記載の光ピックアップヘッド。
【請求項７】
上記キャリヤ、２つの上記レバー、及び２つの上記フォーカシングアクチュエータは、半導体製造プロセスにしたがって製造され、２つの上記フォーカシングアクチュエータの材料は、単結晶シリコンを含むこと
を特徴とする請求項１記載の光ピックアップヘッド。
【請求項８】
２つの上記フォーカシングアクチュエータは、それぞれ、１対の櫛歯型電極を有する櫛歯型フォーカシングアクチュエータであること
を特徴とする請求項１記載の光ピックアップヘッド。
【請求項９】
さらに、レンズを収容する収容スペースを有する保護カバーを備えること
を特徴とする請求項１記載の光ピックアップヘッド。
【請求項１０】
上記保護カバーの材料は、ガラス基板又は石英基板を含むこと
を特徴とする請求項９記載の光ピックアップヘッド。
【請求項１１】
上記保護カバーは、
第１の凹部を有する上カバーと、
第２の凹部を有する下カバーとを備え、
上記第１の凹部及び上記第２の凹部は、ともに、上記収容スペースを形成すること
を特徴とする請求項９記載の光ピックアップヘッド。
【請求項１２】
上記上カバーは、さらに、その上に配設された光回折素子を有すること
を特徴とする請求項１１記載の光ピックアップヘッド。
【請求項１３】
光ピックアップヘッドのフォーカシング方法であって、
１つのレンズを運ぶために１つのフレームに配設された１つのキャリヤを提供する第１のステップと、
作用アーム、上記作用アームの長さよりも長い荷重アーム、及び上記作用アームと上記荷重アームとの間に配設されて上記フレームに固定されており当該レバーの支点として用いられる支持部をそれぞれ有する２つのレバーと、２つの上記作用アームのそれぞれの作用端部に力を与えるためのものであって２つの上記荷重アームのそれぞれの荷重端部に接続されている２つのフォーカシングアクチュエータとを備えるフォーカシング装置を提供する第２のステップと、
２つの上記作用端部のそれぞれで第１の移動量を発生させるように２つの上記フォーカシングアクチュエータのそれぞれを用いることによって２つの上記作用アームのそれぞれに力を与える第３のステップと、
上記キャリヤがフォーカス方向に沿って移動するように２つの上記荷重アームのそれぞれが当該キャリヤを駆動するのを可能とするように、２つの上記レバーのそれぞれの原理と上記第１の移動量とにしたがって、２つの上記荷重端部のそれぞれに上記第１の移動量よりも大きい第２の移動量を発生させる第４のステップとを備え、
上記２つのフォーカシングアクチュエータは、互いに直交する向きに配設されており、
上記第４のステップでは、上記２つのフォーカシングアクチュエータのうち一方のフォーカシングアクチュエータを、上記キャリヤを上方向に移動させるように用い、他方のフォーカシングアクチュエータを、上記キャリヤを下方向に移動させるように用いること
を特徴とするフォーカシング方法。
【請求項１４】
上記フォーカシング装置は、さらに、２つの上記荷重アームのそれぞれと上記キャリヤとを連結する可撓性のある２つの連結要素を備えること
を特徴とする請求項１３記載のフォーカシング方法。
【請求項１５】
上記フォーカシング装置は、さらに、上記フレームに２つの上記支持部のそれぞれを固定する可撓性のある２つの支持要素を備えること
を特徴とする請求項１３記載のフォーカシング方法。
【請求項１６】
２つの上記フォーカシングアクチュエータは、それぞれ、１対の櫛歯型電極を有する櫛歯型フォーカシングアクチュエータであり、
上記第４のステップでは、２つの上記櫛歯型電極間で互いに逆の極性を有して引力を発生させるのを可能とするように、２つの上記櫛歯型フォーカシングアクチュエータのそれぞれに電圧を印加すること
を特徴とする請求項１３記載のフォーカシング方法。
【請求項１７】
１つのキャリヤがフォーカス方向に沿って移動するように当該キャリヤを駆動するために光ピックアップヘッドの１つのフレームに配設されたフォーカシング装置であって、
作用アーム、上記キャリヤに接続された荷重アーム、及び上記作用アームと上記荷重アームとの間に配設されて上記フレームに固定されており当該レバーの支点として用いられる支持部をそれぞれ有する２つのレバーと、
２つの上記作用アームのそれぞれに力を与える２つのフォーカシングアクチュエータとを備え、
上記２つのフォーカシングアクチュエータは、互いに直交する向きに配設されており、
２つの上記荷重アームの長さは、それぞれ、２つの上記作用アームのそれぞれの長さよりも長く、
上記２つのフォーカシングアクチュエータのうち一方のフォーカシングアクチュエータは、上記キャリヤを上方向に移動させるように用いられ、他方のフォーカシングアクチュエータは、上記キャリヤを下方向に移動させるように用いられること
を特徴とするフォーカシング装置。
【請求項１８】
半導体製造プロセスにしたがって製造されていること
を特徴とする請求項１７記載のフォーカシング装置。
【請求項１９】
さらに、
２つの上記荷重アームのそれぞれと上記キャリヤとを連結する可撓性のある２つの連結要素と、
上記フレームに２つの上記支持部のそれぞれを固定する可撓性のある２つの支持要素とを備えること
を特徴とする請求項１７記載のフォーカシング装置。
【請求項２０】
２つの上記フォーカシングアクチュエータは、それぞれ、１対の櫛歯型電極を有する櫛歯型フォーカシングアクチュエータであること
を特徴とする請求項１７記載のフォーカシング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、光ピックアップヘッドに関し、特に、半導体製造プロセスにしたがって製造された光ピックアップヘッドに関する。この特許出願は、２００５年９月１４日に出願された台湾特許出願第０９４１３１７０４号の利益を享受するものであり、その内容は、引用することによってここに組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
光ピックアップヘッドは、光ディスクドライブのハードウェア構造において重要な部分である。光ピックアップヘッドの性能は、データにアクセスする際の速度及び密度と大いに関係がある。高密度のデータ保存についての今後の要求に対応して、ディスクのトラックピッチは、数ナノメータ程度にまで狭くなっている。現在の光ピックアップヘッドの質及び構造的なデザインによれば、位置決めの精度とシステムのアクセス速度は、ほとんど改善することができない。したがって、光記憶装置における今後の要求に対応して高い位置精度及び速いアクセス速度の特徴を有するマイクロ光ピックアップヘッドを開発することが必要である。米国特許出願公開第２００４／０２０２１０１号明細書において、Ｋｉｍ等は、潤滑剤コーティングを光ピックアップヘッドに形成して光ピックアップヘッドのサイズ及び製造コストを低減するためにマイクロエレクトロメカニカルシステム（micro electromechanical system；ＭＥＭＳ）技術を用いる方法を開示している。また、Ｊｏｎｇ等は、第１２回ＩＥＥＥ固体センサ・アクチュエータ・マイクロシステムズ国際会議（the 12th IEEE International Conference on Solid State Sensors, Actuators, and Microsystems）において、マイクロエレクトロメカニカルシステム技術にしたがって構成されたマイクロ光ピックアップヘッドモジュールを開示している。これらの開示から、マイクロエレクトロメカニカルシステム技術は、光ピックアップヘッドの今後の開発に関する主流の傾向であると考えることができる。
【０００３】
マイクロエレクトロメカニカルシステムの光ピックアップヘッドは、トラッキング及びフォーカシングのために、櫛歯型アクチュエータを適用することができる。図１(Ａ)及び図１(Ｂ)を用いて従来の櫛歯型アクチュエータの動作について説明する。図１(Ａ)に示すように、櫛歯型アクチュエータ１０は、櫛歯部１２，１４を備える。櫛歯部１４は、弾性体１６を介して静止面に固定されている。櫛歯部１２，１４に正電圧及び負電圧がそれぞれ印加されると、櫛歯部１４を櫛歯部１２に向かって引き寄せるような引力が、これら２つの櫛歯部１２，１４の間に発生する。バイアス電圧が除去されると、弾性体１６の力は、櫛歯部１４が元の位置に戻るのを可能とする。しかしながら、櫛歯部１４の移動が大きすぎる場合には、弾性体１６の力は、その均衡を失い、櫛歯部１４が傾いてしまい、櫛歯部１２と電気的に導通してしまう事態を招来する。その結果、櫛歯型アクチュエータ１０は、図１(Ｂ)に示すように、焼き壊されてしまうかもしれない。したがって、従来の櫛歯型アクチュエータの可動範囲は、大きすぎることはない。その結果、従来の櫛歯型アクチュエータを光ピックアップヘッドのトラッキング及びフォーカシングに適用する場合には、従来の櫛歯型アクチュエータの動作は、制限されることになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、トラッキングやフォーカシングを行うためのアクチュエータの可動範囲を大幅に向上させることができる光ピックアップヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、１つのフレーム、１つのレンズ、１つのキャリヤ、２つのレバー、及び２つのフォーカシングアクチュエータを備える光ピックアップヘッドを提供することによって上述した目的を達成する。キャリヤは、レンズを運ぶためにフレームに配設されている。２つのレバーは、それぞれ、作用アーム（effort arm）、荷重アーム（load arm）、及びこれら作用アームと荷重アームとの間に配設された支持部を有する。ここで、２つのフォーカシングアクチュエータは、互いに直交する向きに配設されている。また、２つの荷重アームの長さは、それぞれ、２つの作用アームのそれぞれの長さよりも長い。さらに、２つの荷重アームは、それぞれ、キャリヤに接続されている。さらにまた、２つの支持部は、それぞれ、フレームに固定されており、２つのレバーのそれぞれの支点として用いられる。そして、２つのフォーカシングアクチュエータは、それぞれ、キャリヤがフォーカス方向に沿って移動するのを可能とするように２つの作用アームのそれぞれに力を与えるのに用いられる。特に、２つのフォーカシングアクチュエータのうち一方のフォーカシングアクチュエータは、キャリヤを上方向に移動させるように用いられ、他方のフォーカシングアクチュエータは、キャリヤを下方向に移動させるように用いられる。
【０００６】
さらに、本発明にかかる光ピックアップヘッドは、フレームがトラッキング方向に沿って移動するように当該フレームを制御するために当該フレームに配設されたトラッキングアクチュエータを備える。トラッキングアクチュエータは、１対の櫛歯型電極を有する櫛歯型アクチュエータとすることができる。本発明にかかる光ピックアップヘッドは、さらに、可撓性のある２つの連結要素と、可撓性のある２つの支持要素とを備える。可撓性のある２つの連結要素は、それぞれ、キャリヤがフォーカス方向に沿って移動するように２つの荷重アームのそれぞれが当該キャリヤを駆動するのを可能とするように、キャリヤと２つの荷重アームのそれぞれとを連結するのに用いられる。また、可撓性のある２つの支持要素は、それぞれ、２つのレバーがそれぞれフレームに対して回転するのを可能とするように、当該フレームに２つの支持部のそれぞれを固定するのに用いられる。
【０００７】
さらにまた、キャリヤ、２つのレバー、及び２つのフォーカシングアクチュエータは、半導体製造プロセスにしたがって製造される。２つのフォーカシングアクチュエータの材料は、単結晶シリコンを含む。本発明にかかる光ピックアップヘッドは、さらに、レンズを収容する収容スペースを有する保護カバーを備える。保護カバーの材料は、ガラス基板又は石英基板を含む。保護カバーは、収容スペースを形成する凹部をそれぞれ有する上カバーと下カバーとを備える。上カバーには、さらに、その上に光回折素子を配設することができる。
【０００８】
また、本発明は、光ピックアップヘッドのフォーカシング方法を提供することによって上述した目的を達成する。まず、第１のステップでは、１つのレンズを運ぶために１つのフレームに配設された１つのキャリヤが提供される。また、第２のステップでは、２つのレバー及び２つのフォーカシングアクチュエータを備えるフォーカシング装置が提供される。２つのレバーは、それぞれ、作用アームと、荷重アームと、これら作用アームと荷重アームとの間に配設された支持部とを有する。ここで、２つの荷重アームの長さは、それぞれ、２つの作用アームのそれぞれの長さよりも長い。また、２つのフォーカシングアクチュエータは、それぞれ、２つの作用アームのそれぞれの作用端部に力を与えるのに用いられる。さらに、２つのフォーカシングアクチュエータは、それぞれ、２つの荷重アームのそれぞれの荷重端部に接続されており、また、互いに直交する向きに配設されている。そして、２つの支持部は、それぞれ、フレームに固定されており、２つのレバーのそれぞれの支点として用いられる。続いて、第３のステップでは、２つのフォーカシングアクチュエータは、それぞれ、２つの作用端部のそれぞれで第１の移動量を発生させるように２つの作用アームのそれぞれに力を与える。最後に、第４のステップでは、キャリヤがフォーカス方向に沿って移動するように２つの荷重アームのそれぞれが当該キャリヤを駆動するのを可能とするように、２つのレバーのそれぞれの原理と第１の移動量とにしたがって、２つの荷重端部のそれぞれに第１の移動量よりも大きい第２の移動量を発生させる。特に、第４のステップでは、２つのフォーカシングアクチュエータのうち一方のフォーカシングアクチュエータを、キャリヤを上方向に移動させるように用い、他方のフォーカシングアクチュエータを、キャリヤを下方向に移動させるように用いる。
【０００９】
また、２つのフォーカシングアクチュエータは、それぞれ、１対の櫛歯型電極を有する櫛歯型フォーカシングアクチュエータとすることができる。この場合、第４のステップでは、２つの櫛歯型電極間に引力を発生させるように当該櫛歯型電極間で互いに逆の極性を有するのを可能とするように、２つの櫛歯型フォーカシングアクチュエータのそれぞれに電圧を印加する。
【００１０】
さらに、本発明は、フォーカシング装置を提供することによって上述した目的を達成する。本発明にかかるフォーカシング装置は、フォーカス方向に沿って移動するように１つのキャリヤを駆動するために光ピックアップヘッドの１つのフレームに配設されている。本発明にかかるフォーカシング装置は、２つのレバーと、２つのフォーカシングアクチュエータとを備える。２つのレバーは、それぞれ、作用アームと、荷重アームと、これら作用アームと荷重アームとの間に配設された支持部とを有する。ここで、キャリヤは、２つの荷重アームのそれぞれに接続されている。また、２つの支持部は、それぞれ、フレームに固定されており、２つのレバーのそれぞれの支点として用いられる。さらに、２つのフォーカシングアクチュエータは、それぞれ、２つの作用アームのそれぞれに力を与えるために用いられる。ここで、２つのフォーカシングアクチュエータは、互いに直交する向きに配設されている。また、２つの荷重アームの長さは、それぞれ、２つの作用アームのそれぞれの長さよりも長い。そして、２つのフォーカシングアクチュエータのうち一方のフォーカシングアクチュエータは、キャリヤを上方向に移動させるように用いられ、他方のフォーカシングアクチュエータは、キャリヤを下方向に移動させるように用いられる。
【００１１】
また、本発明にかかるフォーカシング装置は、半導体製造プロセスにしたがって製造され、可撓性のある２つの連結要素と可撓性のある２つの支持要素とを備える。可撓性のある２つの連結要素は、それぞれ、２つの荷重アームのそれぞれとキャリヤとを連結するために用いられる。可撓性のある２つの支持要素は、それぞれ、フレームに２つの支持部のそれぞれを固定するために用いられる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明においては、トラッキングやフォーカシングを行うためのアクチュエータの可動範囲を大幅に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。本発明の他の目的、特徴、及び利点は、望ましいものの限定されることはない具体例についての以下の詳細な記述から明らかとなるであろう。以下の記述は、添付した図面を参照してなされる。
【００１４】
図２は、本発明の望ましい具体例による光ディスクドライブの光ピックアップヘッドの構成を示す図である。光ピックアップヘッド１００は、フレーム１１０と、キャリヤ１２０と、トラッキング装置１３０と、フォーカシング装置４００とを備える。キャリヤ１２０は、フレーム１１０に配設されており、図示しないが、レンズを保持して固定するための弾性体を有する。
【００１５】
トラッキング装置１３０は、フレーム１１０がトラッキング方向に沿って移動するように当該フレーム１１０を制御するために用いられる。トラッキング装置１３０は、それぞれフレーム１１０を挟んで２つの対向する側に配設された第１の櫛歯型トラッキングアクチュエータ１３２と、第２の櫛歯型トラッキングアクチュエータ１３４とを備える。第１の櫛歯型トラッキングアクチュエータ１３２及び第２の櫛歯型トラッキングアクチュエータ１３４は、それぞれ、１対の櫛歯部を含む。一方の櫛歯部は、フレーム１１０に配設されており、他方の櫛歯部は、光ピックアップヘッド１００を運ぶ図示しないそり（sled）又は片持ち梁（cantilever）に配設されている。第１の櫛歯型トラッキングアクチュエータ１３２を例にとる。第１の櫛歯型トラッキングアクチュエータ１３２は、その２つの櫛歯部が逆の極性を有するように電圧を印加することにより、キャリヤ１２０が第１のトラッキング方向Ｄｔ１に向かって移動するように当該キャリヤ１２０を駆動することができる。同様に、第２の櫛歯型トラッキングアクチュエータ１３４は、キャリヤ１２０が第２のトラッキング方向Ｄｔ２に向かって移動するように当該キャリヤ１２０を駆動することができる。また、櫛歯部は、トラッキング方向への可動範囲が増加するように、弧状に設計することができる。
【００１６】
本発明の具体例としてのフォーカシング装置４００は、キャリヤ１２０が第１のフォーカス方向又は第２のフォーカス方向に向かって移動するように当該キャリヤ１２０を制御することができる。さらに、フォーカシング装置４００は、上向きのフォーカシングと下向きのフォーカシングとをそれぞれ制御するために用いられる１対の下向きのフォーカシング装置２００と、１対の上向きのフォーカシング装置３００とを有する。図３に、図２に示した下向きのフォーカシング装置２００の拡大図を示す。下向きのフォーカシング装置２００は、レバー２３０と、櫛歯型フォーカシングアクチュエータ２５０と、薄いフィルムシャフトによって形成された可撓性のある連結シャフト２２０等の可撓性のある連結要素と、薄いフィルムシャフトによって形成された可撓性のある支持シャフト２４０等の可撓性のある支持要素とを備える。レバー２３０は、３つの部分に分割することができる。すなわち、レバー２３０は、作用アーム２１２と、荷重アーム２１４と、作用アーム２１２と荷重アーム２１４との間に配設された支持部２１６とに大別される。支持部２１６は、荷重アーム２１４の長さが作用アーム２１２の長さよりも長くなるように作用端部の近くに配設されている。
【００１７】
レバー２３０は、荷重アーム２１４に接続されている可撓性のある連結シャフト２２０を用いることによってキャリヤ１２０に接続されており、可撓性のある支持シャフト２４０を用いることによって支持部２１６をフレーム１１０に配設している。櫛歯型フォーカシングアクチュエータ２５０は、図２のレバー２３０の作用アーム２１２とフレーム１１０とにそれぞれ配設されている１対の櫛歯部２５２，２５４を備える。櫛歯部２５２は、櫛歯部２５４よりも低い位置に配設されている。櫛歯型フォーカシングアクチュエータ２５０に電圧が印加されると、櫛歯部２５２，２５４は逆の極性を有し、引力がこれら２つの櫛歯部２５２，２５４の間に発生する。櫛歯部２５４は、図２のフレーム１１０に配設されていることから、櫛歯部２５２は、上向きに駆動され、上向きの移動量を発生させるように作用アーム２１２を運ぶ。また、レバー２３０は、可撓性のある支持シャフト２４０を用いることによって図２のフレーム１１０に固定されていることから、当該フレーム１１０に対して回転し、下向きの移動量を発生させるように荷重アーム２１４を運ぶ。荷重アーム２１４は、キャリヤ１２０に対して回転して当該キャリヤ１２０を下向きに移動させ当該キャリヤ１２０を運ぶように、可撓性のある連結シャフト２２０を介して当該キャリヤ１２０に接続されている。
【００１８】
図４に、図２に示した上向きのフォーカシング装置３００の拡大図を示す。上向きのフォーカシング装置３００は、櫛歯型フォーカシングアクチュエータ３５０を配設する方法が下向きのフォーカシング装置２００とは異なる。櫛歯型フォーカシングアクチュエータ３５０は、レバー３３０の作用アーム３１２と図２のフレーム１１０とにそれぞれ配設されている２つの櫛歯部３５２，３５４を備える。櫛歯部３５２は、櫛歯部３５４よりも高い位置に配設されている。櫛歯型フォーカシングアクチュエータ３５０に電圧が印加されると、櫛歯部３５２，３５４は逆の極性を有し、引力がこれら２つの櫛歯部３５２，３５４の間に発生する。櫛歯部３５４は、図２のフレーム１１０に配設されていることから、櫛歯部３５２は、下向きに駆動され、下向きの移動量を発生させるように作用アーム３１２を運ぶ。また、レバー３３０は、可撓性のある支持シャフト３４０を介して図２のフレーム１１０に固定されていることから、当該フレーム１１０に対して回転し、作用アーム３１２が下向きの移動量を発生させるのを可能にする。荷重アーム３１４はまた、キャリヤ１２０に対して回転して当該キャリヤ１２０を上向きに移動させるように当該キャリヤ１２０を駆動するように、可撓性のある連結シャフト３２０を介して当該キャリヤ１２０に接続されている。したがって、キャリヤ１２０に配設されている図示しないレンズは、下向きのフォーカシング装置２００と上向きのフォーカシング装置３００とを介して、キャリヤ１２０が上向き又は下向きに移動するように当該キャリヤ１２０を制御することにより、フォーカシング動作を実行することができる。
【００１９】
図５に、本発明の望ましい具体例による光ピックアップヘッドと、その保護カバーの構成を示す。レンズ１４０、キャリヤ１２０によって運ばれ、上カバー５１０の凹部５１２と下カバー５２０の凹部５２２とによって形成された収容スペース内に配設されている。上カバー５１０及び下カバー５２０の材料は、光が当該上カバー５１０及び当該下カバー５２０を通過して、光ピックアップヘッドのレンズ１４０その他の要素とともに完全な光路を形成することができるように、ガラス基板や石英基板等の透明材料を含む。上カバー５１０には、光ピックアップヘッドの光学特性を高めるために、レンズ１４０及び光路に対応して光回折素子５１５をさらに形成することができる。
【００２０】
櫛歯型アクチュエータの可動範囲を増やすために本発明のフォーカシング装置がどのように使用されるかについて、図６(Ａ)及び図６(Ｂ)の両方を用いて説明する。図６(Ａ)は、本発明の望ましい具体例によるレバーの動作前における上向きのフォーカシング装置の構成を示す図である。図６(Ｂ)は、本発明の望ましい具体例によるレバーの動作後における上向きのフォーカシング装置の構成を示す図である。図６(Ａ)に示すように、レンズ１４０は、弾性体を介してキャリヤ１２０に固定されている。上向きのフォーカシング装置３００は、レバー３３０と、可撓性のある連結シャフト３２０と、可撓性のある支持シャフト３４０と、ここでは図示しない櫛歯型フォーカシングアクチュエータ３５０とを備える。レバー３３０は、長さがそれぞれＬ１，Ｌ２である作用アーム３１２と荷重アーム３１４とを備える。ここで、長さＬ１は、長さＬ２よりも短い。さらに、レバー３３０は、支点として用いられる支持部３１６を備える。レバー３３０は、当該レバー３３０が回転してもここでは図示しないフレーム１１０に対して動かないように、可撓性のある支持シャフト３４０を介して、支持部３１６及びフレーム１１０に接続されている。可撓性のある支持シャフト３４０は、基準点として用いることができる。レバー３３０は、当該レバー３３０がキャリヤ１２０に対して回転して当該キャリヤ１２０を駆動するのを可能とするために、可撓性のある連結シャフト３２０を介してキャリヤ１２０に接続されている。図６(Ｂ)を参照する。ここでは図示しない櫛歯型フォーカシングアクチュエータ３５０は、作用端部が法線６１０の１方向に沿って可撓性のある支持シャフト３４０に対応する移動量ｄ１を発生させるのを可能とするために作用アーム３１２に力を与える。長さＬ２が長さＬ１よりも長いことから、レバーの原理と移動量ｄ１とにしたがって、可撓性のある支持シャフト３４０に対応する移動量ｄ２が、法線６１０の逆方向に沿って荷重端部に発生する。長さＬ２が長さＬ１よりも長く、移動量ｄ２が移動量ｄ１よりも大きいことから、キャリヤ１２０は、法線６１０の方向に沿ってフォーカシングするためのより大きい移動量を発生させることができる。本発明の具体例によれば、櫛歯型フォーカシングアクチュエータ３５０が荷重端部に移動量を発生させると、荷重端部に拡大した移動量が発生する。作用アーム３１２の長さと荷重アーム３１４の長さとの比率を調整することにより、櫛歯型フォーカシングアクチュエータ３５０の可動範囲は等価的に増加し、図２に示したフォーカシング装置４００の機能は、効果的に向上することになる。
【００２１】
なお、本発明の当業者は、本発明の技術が上述した具体例に制限されないことを理解するであろう。例えば、キャリヤ１２０、トラッキング装置１３０、フォーカシング装置４００、可撓性のある連結シャフト２２０，３２０、可撓性のある支持シャフト２４０，３４０等の要素は、半導体製造プロセスにしたがって製造することができる。キャリヤ１２０、トラッキングアクチュエータ１３２，１３４、及びフォーカシングアクチュエータ２５０，３５０の材料は、単結晶シリコンを含む。フォーカシング装置のレバー２３０，３３０は、トランスミッションにおける十分な強度を有するように十分な硬度を有する必要がある。レバー２３０，３３０の厚さは、約８０μｍである。可撓性のある連結シャフト２２０，３２０及び可撓性のある支持シャフト２４０，３４０は、捻ることができるような可撓性を有する必要があり、薄膜製造プロセスにしたがって製造される。可撓性のある連結シャフト２２０，３２０及び可撓性のある支持シャフト２４０，３４０の厚さは、約２μｍである。
【００２２】
本発明の上述した具体例において開示された光ピックアップヘッドによれば、要素の大部分は、半導体製造プロセスにしたがって大量生産されることから、製造コストを低減することができる。また、フォーカシングアクチュエータは、当該フォーカシングアクチュエータの移動量が拡大するようにレバーを含むため、当該フォーカシングアクチュエータの機能と効率を向上させることができる。光透過率を悪化させることなく、外力の衝撃から光ピックアップヘッドを保護し、汚染からレンズを防ぐために、光ピックアップヘッドの上カバー及び下カバーに透明な保護カバーを導入する。総合的な光ピックアップヘッドの小型化は、読み出し／書き込み効率の改善に寄与する。
【００２３】
本発明によるマイクロ光ピックアップヘッドは、以下の特徴を有することができる。第１に、光学用レンズのトラッキングとフォーカシングとを制御するのにマイクロアクチュエータを用いる設計により、位置決め精度が増加し、また、フォーカシングアクチュエータにレバーを導入する設計により、フォーカシングアクチュエータの可動範囲が大幅に向上する。第２に、光ピックアップヘッドの小型化にともない、システムのアクセス速度が大幅に向上し、システムのアクセス時間が大幅に減少する。第３に、保護カバーの徹底的な設計により、マイクロ光ピックアップヘッドは、読み出し／書き込みのプロセスの間にディスクに当たったり、塵埃によるダメージを受けたりするのを防ぐことができる。第４に、リソグラフィ製造プロセス（lithography manufacturing process）、薄膜成長製造プロセス（thin film deposition manufacturing process）、リアクティブイオンエッチング（reactive ion etching；ＲＩＥ）製造プロセス、ディープリアクティブイオンエッチング（deep reactive ion etching；ＤＲＩＥ）製造プロセス等の半導体製造プロセスにしたがってマイクロ光ピックアップヘッドを製造する際に、マイクロエレクトロメカニカル技術を採用することにより、マイクロ光ピックアップヘッドは、大量生産に適したものとなり、製造コストをさらに低減することができる。
【００２４】
本発明が、一例を介して、また望ましい具体例として記述されていた一方で、本発明は、これに限定されるものではないことは理解されるべきである。これに対して、本発明は、様々な変形例並びに同様の配置及び処理を包含するように意図されるべきである。したがって、添付した特許請求の範囲は、そのような変形例並びに同様の配置及び処理を全て包含するように、最も広い解釈として与えられるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１（Ａ）】従来の櫛歯型アクチュエータの動作を説明するための図である。
【図１（Ｂ）】従来の櫛歯型アクチュエータの動作を説明するための図であり、櫛歯部が傾いた様子を説明するための図である。
【図２】本発明の望ましい具体例による光ディスクドライブの光ピックアップヘッドの構成を説明する図である。
【図３】図２に示した下向きのフォーカシング装置の拡大図である。
【図４】図２に示した上向きのフォーカシング装置の拡大図である。
【図５】本発明の望ましい具体例による光ピックアップヘッドと、その保護カバーの構成を説明する図である。
【図６（Ａ）】本発明の望ましい具体例によるレバーの動作前における上向きのフォーカシング装置の構成を説明する図である。
【図６（Ｂ）】本発明の望ましい具体例によるレバーの動作後における上向きのフォーカシング装置の構成を説明する図である。
【符号の説明】
【００２６】
１００  光ピックアップヘッド
１１０  フレーム
１２０  キャリヤ
１３０  トラッキング装置
１３２  第１の櫛歯型トラッキングアクチュエータ
１３４  第２の櫛歯型トラッキングアクチュエータ
１４０  フォーカシング装置
２００  下向きのフォーカシング装置
２１２，３１２  作用アーム
２１４，３１４  荷重アーム
２１６，３１６  支持部
２２０，３２０  連結シャフト
２３０，３３０  レバー
２４０，３４０  支持シャフト
２５０，３５０  櫛歯型フォーカシングアクチュエータ
２５２，２５４，３５２，３５４  櫛歯部
３００  上向きのフォーカシング装置
５１０  上カバー
５１２，５２２  凹部
５１５  光回折素子
５２０  下カバー
６１０  法線
【図１（Ａ）】
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【図１（Ｂ）】
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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（Ａ）】
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【図６（Ｂ）】
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