JP4150561B2 - Wavefront aberration correction mirror and optical pickup - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、波面収差補正ミラーおよび光ピックアップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、光ディスクを用いた情報記憶装置として、ＣＤやＤＶＤなどがある。ＤＶＤなどは、ＣＤに比べて記録密度が高いため、情報を読み書きするときの条件が厳しくなっている。
【０００３】
例えば、光ピックアップの光軸とディスク面は垂直であることが理想であるが、実際にはディスクが樹脂製のため、かなりうねりを持っていて、これを回転させると、光ピックアップの光軸とディスク面は常に垂直ではなくなる（これを以降、チルトと表現する）。また、ディスクは、図１８（ａ），（ｂ）に示すように、記録層（１０８）が樹脂層（１０２）を介しているため、ディスク面が垂直でなくなると光路が曲げられディスク上に正しくスポットを絞れなくなり、コマ収差（１０３）が発生する。この収差が許容される量よりも大きくなると、正しく読み書きが出来なくなるという不具合が生じる。なお、図１８（ａ），（ｂ）はディスクがそれぞれＣＤ，ＤＶＤの場合である。
【０００４】
チルトの影響を少なくする手段としては、対物レンズと記録層との間の樹脂層を薄くすることがある。実際に、ＤＶＤ（図１８（ｂ））が、ＣＤ（図１８（ａ））に比較して、対物レンズ（１０１）と記録層（１０８）との間の樹脂層（１０２）の厚さを半分にしたのは、この効果を狙ったものである。しかし、この方法の場合、ＤＶＤよりも高密度記録をしようとした場合には樹脂層をもっと薄くしてさらにチルトの影響を少なくすることになるが、今度はディスク上にごみや傷がついた場合に、信号が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、アクチュエータによって光軸を傾けて(チルト)対応しているのが現状である。
【０００５】
チルトを光学的に補正するため、液晶を用いたり（例えば、特許文献１参照。）、透明圧電素子を用いたり（例えば、特許文献２参照。）、可変ミラーを用いたりする（例えば、特許文献３参照。）ことが提案されている。
【０００６】
具体的に、特許文献１（図１５）では、液晶板を用いて位相制御することによりコマ収差を補正している。しかし、この方法では、レーザーが液晶板を通過するために光量が減衰し、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制御に要求される高周波動作に使用するのは困難であると思われる。
【０００７】
また、特許文献２（図１６）では、実際に透明圧電素子単体で必要な変位量を得るためには高電圧が必要となり、光ピックアップなどに用いるには現実的ではない。
【０００８】
また、特許文献３（図１７）は、ミラー自体を積層型圧電素子で変形させ位相制御するようにしている。しかし、光ピックアップ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、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、積層型圧電素子をかなり小さくしなければならなくなるため、技術的にもコスト的にもなかなか困難である。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１０−７９１３５号公報
【００１０】
【特許文献２】
特開平５−１４４０５６号公報
【００１１】
【特許文献３】
特開平５−３３３２７４号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
このような情報を読み書きするときに不具合を生じさせるチルトの影響を、圧電素子を使用したユニモルフまたはバイモルフ形状の波面収差補正ミラーで波面収差を補正する方法が、低電圧で小型化にも有利であると考えられるが、ミラー基板のミラー面を変形させる場合、低電圧で駆動させるためには変形しやすくなくてはならない。このためにはミラー基板を薄くすることが一番効果的であるが、図１２（ａ），（ｂ）に示すような波面収差補正ミラーの場合、ミラー基板を薄くすると、その非対称な形状から温度の影響を受けやすくなり、例えば室温から温度が上昇したとき図１２（ｃ）に示すように平面度は悪くなってしまう。
【００１３】
本発明は、温度によるミラーの平面度への影響を少なくすることの可能な波面収差補正ミラーおよび光ピックアップを提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、ミラー基板のミラー面を変位させることにより収差補正する波面収差補正ミラーにおいて、熱膨張によるミラー基板の変形を抑制するための構造が設けられており、前記熱膨張によるミラー基板の変形を抑制するための構造は、波面収差補正ミラーのミラー部と同一であり、波面収差補正ミラーに対して線対称に配置されていることを特徴としている。
【００１５】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の波面収差補正ミラーにおいて、熱膨張によるミラー基板の変形を抑制するための構造は、波面収差補正ミラーと点あるいは点に近い状態で接触していることを特徴としている。
【００１８】
また、請求項３記載の発明は、ミラー基板のミラー面を変位させることにより収差補正する波面収差補正ミラーにおいて、熱膨張によるミラー基板の変形を抑制するための構造が設けられており、前記熱膨張によるミラー基板の変形を抑制するための構造は、バイメタル構造を有しており、前記バイメタル構造が左右に分かれていることを特徴としている。
【００１９】
また、請求項５記載の発明は、請求項３または請求項４記載の波面収差補正ミラーにおいて、左右に分かれているバイメタル構造を支えるアームが、ミラー固定材と点あるいは点に近い状態で回転自在に支えられていることを特徴としている。
【００２０】
また、請求項６記載の発明は、請求項３乃至請求項５のいずれか一項に記載の波面収差補正ミラーにおいて、左右に分かれているバイメタル構造は、電極を兼ねていることを特徴としている。
【００２１】
また、請求項７記載の発明は、請求項３乃至請求項６のいずれか一項に記載の波面収差補正ミラーにおいて、バイメタル構造は、曲面あるいは球面状に湾曲していることを特徴としている。
また、請求項８記載の発明は、ミラー基板のミラー面を変位させることにより収差補正する波面収差補正ミラーにおいて、熱膨張によるミラー基板の変形を抑制するための構造が設けられており、前記熱膨張によるミラー基板の変形を抑制するための構造は、バイメタル構造を有しており、前記バイメタル構造は、曲面あるいは球面状に湾曲していることを特徴としている。
【００２４】
また、請求項９記載の発明は、ミラー基板のミラー面を変位させることにより収差補正する波面収差補正ミラーにおいて、熱膨張によるミラー基板の変形を抑制するための構造が設けられており、前記熱膨張によるミラー基板の変形を抑制するための構造が単一材料であり、曲面あるいは球面状に湾曲していることを特徴としている。
【００２５】
また、請求項１０記載の発明は、レーザ光の光軸上にレーザー光の収差を補正する収差補正手段を有し、該収差補正手段として、請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の波面収差補正ミラーが用いられていることを特徴とする光ピックアップである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２７】
図１２（ａ），（ｂ）はミラー面が変位する波面収差補正ミラーの一例を示す図である。なお、図１２（ａ）は斜視図であり、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＡ−Ａ’における断面図である。
【００２８】
図１２（ａ），（ｂ）を参照すると、ミラー基板（６）にはミラー材（１）が付いており、その反対側の面には、絶縁層（７）が付いている。絶縁層（７）の下には、共通電極（４）が付いており、その下に、圧電極性が一方向の圧電材料（２）が付いて、さらにその下に、左右に分かれた個別電極（５）が付いている（なお、ここで、上下の表現は断面図でミラー基板（６）のミラー面を上として表現している）。このような構造のミラー部は、ミラー固定用ベース（８）に両端で固定されている。
【００２９】
ところで、このような構造で、電極（４）を接地し、左右に分かれた個別電極（５）の−方にプラスの電圧をかけ、他方にマイナスの電圧をかけたとすると、ミラー基板（６）の断面にあたる部分は、例えば図１４（ｂ）に示すような断面形状になる。個別電極（５）に逆電圧をかけた場合には、その逆の形状になる。
【００３０】
つまり、ミラー基板（６）は電圧がかかっても伸び縮みしないが、圧電材料（２）は電圧がかかれば伸び縮みするため、個別電極（５）にプラスの電圧を加えた場合、その部分の圧電材料（２）が横方向に縮むとすると、マイナス電圧をかけた場合には、その部分の圧電材料（２）は横方向に伸びることになり、個別電極（５）にプラスの電圧を加えた場合には、ミラー基板（６）のミラー材（１）の面は凸になり、個別電極（５）にマイナスの電圧を加えた場合には、ミラー基板（６）のミラー材（１）の面は凹になる。
【００３１】
このような波面収差補正ミラーを図１３に示すような光ピックアップの光軸上に設け制御することにより、チルトによるコマ収差を低減することが可能になる。
【００３２】
なお、図１３において、（１０）は波面収差補正ミラー、（１１）は光ディスク、（１２）は対物レンズ及び対物光学系、（１３）立ち上げミラー、（１４）は偏光ビームスプリッタ、（１５）はレーザ素子及びレーザ光学系、（１６）は光検出素子及び光検出光学系である。
【００３３】
図１３の光ピックアップでは、レーザー素子（１５）から発せられたレーザー光は、レーザ光学系により平行光にされ偏光ビームスプリッタ（１４）を通り、波面収差補正ミラー（１０）で反射され、立ち上げミラー（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。
【００３４】
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、立ち上げミラー（１３）で反射され、波面収差補正ミラー（１０）で反射され、偏光ビームスプリッタ（１４）を通り、光検出光学系で集光され、光検出素子（１６）で検出される。この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。
【００３５】
このような光学系で、光ディスク（１１）がレーザ光の光軸に対し垂直な位置から傾くと、光ディスクから反射して戻ってきたレーザ光の波面は乱れ、例えば図１４（ａ）に示すような波面収差（コマ収差）が発生する。ここで横軸は例えば図１２（ａ）に示す波面収差補正ミラーのＡ−Ａ’断面と同一断面であり、縦軸は波面収差である。つまり、図１３の光学系で、光ディスク（１１）がチルトしたときに波面収差補正ミラー（１０）のミラー面は平らであり、そこで反射した反射光の波面収差である。ちなみに、光ディスク（１１）がレーザ光の光軸に対し垂直であれば、波面は図１４（ａ）に示すような収差は発生せず、横軸と同じでまっすぐになる。図１９は波面の面方向を等高線で表した図であり、Ａ−Ａ’断面が図１４（ａ）のようになっている。
【００３６】
図１４（ｂ）は波面収差補正ミラー（１０）を故意に収差を発生させるよう動作させ、その反射光の波面収差を表した例である。ここで、横軸は例えば図１２（ａ）に示す波面収差補正ミラーのミラー表面のＡ−Ａ’断面と同一断面であり、縦軸は波面収差である。
【００３７】
いま仮に、光ディスクが傾き、ディスクからの反射光の波面が図１４（ａ）であったとする。ディスクが傾いていない時の反射光の波面が図１４（ｂ）のようになるよう波面収差補正ミラーを制御すれば、波面収差補正ミラーから反射された反射光の波面は図１４（ｃ）のようになり、図１４（ａ）にくらべ波面収差を低減させることが可能となる。
【００３８】
しかし、このような構造の波面収差補正ミラーは、ミラー基板（６）を薄くすると、その非対称な形状から温度の影響を受けやすくなり、例えば室温から温度が上昇したとき図１２（ｃ）に示すように平面度は悪くなってしまうという不具合を生じる。平面度が悪くなると、本来波面収差を低減させたい変形形状に変形させることができなくなる。例えば、図１２（ｃ）のように変形したミラーで波面収差補正の形状に変形させようとすると、図２０（ａ）のような変形形状になってしまい、本来変形したい形状の２０（ｂ）とは違う形状になってしまう。
【００３９】
最近のＰＣ（パーソナルコンピューター）などは室温から６０℃くらいまで温度上昇するため、このような不具合が出る可能性が高い。
【００４０】
このため、電極に直接オフセット電圧などを与えることで平面度を良くする方法もあるが、本発明では、これらの温度によるミラーの平面度への影響を少なくするため、熱膨張によるミラー基板の変形を抑制するための構造を設けている。
【００４１】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態の波面収差補正ミラーの構成例を示す図である。本発明の第１の実施形態の波面収差補正ミラーも、基本構造は、図１２（ａ），（ｂ）に示したミラー面が変位する波面収差補正ミラーの例と同じである。
【００４２】
図１を参照すると、図１２（ａ），（ｂ）に示したものと同様に、ミラー基板（６）には、ミラー材（図示せず）が付いており、その反対側の面には絶縁層（図示せず）が付いている。そして、絶縁層の下には、共通電極（図示せず）が付いており、その下に、圧電極性が一方向の圧電材料（２）が付いて、さらにその下に、左右に分かれた個別電極（５）が付いている（なお、ここで、上下の表現は断面図でミラー基板（６）のミラー面を上として表現している）。このような構造のミラー部は、ミラー固定用ベース（８）に両端のミラー固定部（３）で固定されている。
【００４３】
ところで、図１の波面収差補正ミラーでは、ミラー基板（６）のミラー面とは反対の側において、圧電材料（２）に点接触材（２２）が固定され、点接触材（２２）を介して熱膨張によるミラー基板（６）の変形を抑制するための構造（２１）が設けられている。
【００４４】
図２は熱膨張によるミラー基板の変形を説明するための図である。なお、図２では、見やすくするため、厚さをより誇張し、ミラー固定用ベース（８）は省略した。なお、使用しているミラー固定用ベース（８）はミラー基板（６）と同じ材質である。
【００４５】
図１２（ａ），（ｂ）に示したような従来構造の場合、ミラー基板（６）と圧電材料（２）との熱膨張率がミラー基板（６）＜圧電材料（２）のように違っているとすると、温度上昇が起きると、図２のように、圧電材料（２）のほうが大きく横に伸びるためミラー面は凹になるように撓む（矢印の長さは熱膨張率の大きさを表している）。一方、図３のように、ミラー基板（６）の反対側に同じ形状の同じ材料（例えば圧電材料）を設けると、ミラー基板（６）が撓むことはないが、圧電材料（２）のように組成が粗い材料では研磨してもミラーとして使えない。また、図４のように、ミラー基板（６）として、圧電材料（２）とほぼ同じ熱膨張率の基板を使用すれば、ミラー基板（６）はほとんど撓まないが、そのように都合の良い材料はなかなかなく、あったとしてもかなり限定される可能性が高い。
【００４６】
これに対し、図１で示した本発明の構造であれば、温度上昇が起きて、圧電材料（２）がミラー基板（６）より例えば横に伸びようとする力（あるいは横に縮もうとする力）が発生してミラー面が凹面（あるいは凸面）になろうとしても、ミラー基板（６）のミラー面とは反対側に、それをキャンセルするような抑制構造（２１）が点接触材（２２）を介して最適な構造で設けられており、ミラー面が凹面（あるいは凸面）になるのをキャンセルする方向に働くため（ミラー面が凹のときは抑制構造（２１）が図１の上方向に伸びる形になり点接触材（２２）が上に押され、ミラー面の凹形状をキャンセルする方向に働き、ミラー面が凸のときは抑制構造（２１）が図１の下方向に縮む形になり点接触材（２２）が下に引かれミラー面の凸形状をキャンセルする方向に働くため）、お互いの力がキャンセルし合い、ミラー基板（６）はほとんど撓まなくなる。
【００４７】
（第２の実施形態）
図５（ａ），（ｂ）は本発明の第２の実施形態の波面収差補正ミラーの構成例を示す図である。なお、図５（ａ）は断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ方向から見た平面図である。この第２の実施形態の波面収差補正ミラーも、基本構造は、図１２（ａ），（ｂ）に示したミラー面が変位する波面収差補正ミラーの例と同じである。
【００４８】
図５（ａ），（ｂ）を参照すると、図１２（ａ），（ｂ）に示したものと同様に、ミラー基板（６）には、ミラー材（図示せず）が付いており、その反対側の面には絶縁層（図示せず）が付いている。そして、絶縁層の下には、共通電極（図示せず）が付いており、その下に、圧電極性が一方向の圧電材料（２）が付いて、さらにその下に、左右に分かれた個別電極（５）が付いている（なお、ここで、上下の表現は断面図でミラー基板（６）のミラー面を上として表現している）。このような構造のミラー部は、ミラー固定用ベース（８ａ）に両端のミラー固定部（３）で固定されている。
【００４９】
ところで、図５（ａ），（ｂ）の波面収差補正ミラーでは、ミラー基板（６）のミラー面とは反対の側において、圧電材料（２）に点接触材（２２ａ）が固定され、点接触材（２２ａ）を介して、ミラー部と同じ構造の抑制構造がＣ−Ｃ’に線対称に配置され、ミラー固定用ベース（８ａ）に両端のミラー固定部（３）で固定されている。
【００５０】
図５（ａ），（ｂ）の構造では、温度上昇が起きて、圧電材料（２）がミラー基板（６）より例えば横に伸びようとする力（あるいは横に縮もうとする力）が発生してミラー面が凹面（あるいは凸面）になろうとしても、ミラー部と同じ構造の抑制構造がＣ−Ｃ’に線対称に配置されているため、お互いの図の上下方向に発生する力はキャンセルする方向に働く（ミラー面が凹のときはミラー部と同じ構造の抑制構造が図の上方向に伸びる形になり点接触材（２２ａ）が上に押されミラー面の凹形状をキャンセルする方向に働き、ミラー面が凸のときはミラー部と同じ構造の抑制構造（２１）が図の下方向に縮む形になり点接触材（２２ａ）が下に引かれミラー面の凸形状をキャンセルする方向に働く）。これにより、お互いの力がキャンセルし合い、ミラー基板（６）はほとんど撓まなくなる。
【００５１】
なお、この第２の実施形態では、ミラー部とまったく同じものを抑制構造として配置したが、抑制構造側のミラー基板（６）は鏡面に仕上がってなくても良い。
【００５２】
また、図５（ｃ）は図５（ａ），（ｂ）の波面収差補正ミラーの変形例を示す図であり、図５（ｃ）の例では、抑制構造がミラー固定用ベース（８）の内部で固定されている。このとき、ミラー基板（６）の全体の長さとミラー基板（６ａ）の全体の長さは異なるが、固定されていない部分のミラー基板の長さは同じであり、従って、図５（ｃ）の構成によっても、図５（ａ），（ｂ）の構成と同様の効果が得られる。
【００５３】
（第３の実施形態）
図６（ａ）は本発明の第３の実施形態の波面収差補正ミラーの構成例を示す図である。図６（ａ）の波面収差補正ミラーも、基本構造は、図１２（ａ），（ｂ）に示したミラー面が変位する波面収差補正ミラーの例と同じである。
【００５４】
図６（ａ）を参照すると、図１２（ａ），（ｂ）に示したものと同様に、ミラー基板（６）には、ミラー材（図示せず）が付いており、その反対側の面には、絶縁層（図示せず）が付いている。そして、絶縁層の下には、共通電極（図示せず）が付いており、その下に、圧電極性が一方向の圧電材料（２）が付いて、さらにその下に、左右に分かれた個別電極（５）が付いている（なお、ここで、上下の表現は断面図でミラー基板（６）のミラー面を上として表現している）。このような構造のミラー部は、ミラー固定用ベース（８）に両端のミラー固定部（３）で固定されている。
【００５５】
ところで、図６（ａ）の波面収差補正ミラーでは、ミラー基板（６）のミラー面とは反対の側において、圧電材料（２）に点接触材（２２ａ）が固定され、点接触材（２２ａ）を介して、熱膨張率の違う材料を貼り合わせたバイメタルの抑制構造（２３，２４）が抑制構造固定部（３ａ）で固定されて設けられている。
【００５６】
図６（ａ）の構造では、温度上昇が起きて、圧電材料（２）がミラー基板（６）より例えば横に伸びようとする力（あるいは横に縮もうとする力）が発生してミラー面が凹面（あるいは凸面）になろうとしても、バイメタル構造の抑制構造が配置されているため、お互いの図の上下方向に発生する力はキャンセルする方向に働く（ミラー面が凹になるときはミラー部とバイメタル構造が図の上方向に伸びる形になるよう熱膨張率をバイメタル材料（２３）＞バイメタル材料（２４）の関係にすれば点接触材（２２ａ）が上に押されミラー面の凹形状をキャンセルする方向に働き、ミラー面が凸になるときはミラー部と同じ構造の抑制構造（２３，２４）が図の下方向に縮む形になるよう熱膨張率をバイメタル材料（２３）＜バイメタル材料（２４）の関係にすれば点接触材（２２ａ）が下に引かれミラー面の凸形状をキャンセルする方向に働く）。これにより、お互いの力がキャンセルし合い、ミラー基板（６）はほとんど撓まなくなる。
【００５７】
なお、図６（ａ）の例として、ミラー面が温度上昇と共に凹になるミラー部を使用するときには、バイメタル材料（２３）としてリン青銅を用い、バイメタル材料（２４）としてステンレス鋼の薄板を使用することができる。熱膨張率の関係は、リン青銅＞ステンレス鋼である。
【００５８】
図６（ｂ），（ｃ）は図６（ａ）の波面収差補正ミラーの変形例を示す図である。なお、図６（ｂ）は断面図、図６（ｃ）は図６（ｂ）のＢ方向から見た平面図である。
【００５９】
図６（ｂ），（ｃ）の例では、バイメタルの抑制構造（２３，２４）がミラー固定用ベース（８ａ）の外側で固定されている。すなわち、バイメタルの抑制構造（２３，２４）は、抑制構造固定部（３ａ）で固定されており、これにより、図６（ｂ），（ｃ）の構成によっても、図６（ａ）と同様の効果が得られる。
【００６０】
（第４の実施形態）
図７（ａ）は本発明の第４の実施形態の波面収差補正ミラーの構成例を示す図である。図７（ａ）の波面収差補正ミラーも、基本構造は、図１２（ａ），（ｂ）に示したミラー面が変位する波面収差補正ミラーの例と同じである。
【００６１】
図７（ａ）を参照すると、図１２（ａ），（ｂ）に示したものと同様に、ミラー基板（６）には、ミラー材（図示せず）が付いており、その反対側の面には、絶縁層（図示せず）が付いている。そして、絶縁層の下には、共通電極（図示せず）が付いており、その下に、圧電極性が一方向の圧電材料（２）が付いて、さらにその下に、左右に分かれた個別電極（５）が付いている（なお、ここで、上下の表現は断面図でミラー基板（６）のミラー面を上として表現している）。このような構造のミラー部は、ミラー固定用ベース（８）に両端のミラー固定部（３）で固定されている。
【００６２】
ところで、図７（ａ）の波面収差補正ミラーでは、ミラー基板（６）のミラー面とは反対の側において、圧電材料（２）の左右の個別電極部分にそれぞれ点接触材（２２）が固定され、点接触材（２２）を介して、熱膨張率の違う材料を貼り合わせた片持ちのバイメタルの抑制構造（２３，２４）が左右の抑制構造固定部（３ａ）で固定されて設けられている。
【００６３】
図７（ａ）の構造では、温度上昇が起きて、圧電材料（２）がミラー基板（６）より例えば横に伸びようとする力（あるいは横に縮もうとする力）が発生してミラー面が凹面（あるいは凸面）になろうとしても、片持ちのバイメタル構造の抑制構造が配置されているため、お互いの図の上下方向に発生する力はキャンセルする方向に働く（ミラー面が凹になるときはミラー部と片持ちのバイメタル構造が図の上方向に伸びる形になるよう熱膨張率をバイメタル材料（２３）＜バイメタル材料（２４）の関係にすれば点接触材（２２）が上に押されミラー面の凹形状をキャンセルする方向に働き、ミラー面が凸になるときはミラー部と同じ構造の抑制構造（２３，２４）が図の下方向に縮む形になるよう熱膨張率をバイメタル材料（２３）＞バイメタル材料（２４）の関係にすれば点接触材（２２）が下に引かれミラー面の凸形状をキャンセルする方向に働く）。これにより、お互いの力がキャンセルし合い、ミラー基板（６）はほとんど撓まなくなる。
【００６４】
なお、図７（ａ）の例として、ミラー面が温度上昇と共に凹になるミラー部を使用するときには、バイメタル材料（２３）としてステンレス鋼を用い、バイメタル材料（２４）としてリン青銅の薄板を使用することができる。熱膨張率の関係は、リン青銅＞ステンレス鋼である。
【００６５】
図７（ｂ），（ｃ）は図７（ａ）の波面収差補正ミラーの変形例を示す図である。なお、図７（ｂ）は断面図、図７（ｃ）は図７（ｂ）のＢ方向から見た平面図である。図７（ｂ），（ｃ）の例では、片持ちのバイメタルの抑制構造（２３，２４）がミラー固定用ベース（８ａ）の外側で固定されている。すなわち、片持ちのバイメタルの抑制構造（２３，２４）は、抑制構造固定部（３ａ）で固定されており、これにより、図７（ｂ），（ｃ）の構成によっても、図７（ａ）と同様の効果が得られる。
【００６６】
（第５の実施形態）
図８は本発明の第５の実施形態の波面収差補正ミラーの構成例を示す図である。図８の波面収差補正ミラーも、基本構造は、図１２（ａ），（ｂ）に示したミラー面が変位する波面収差補正ミラーの例と同じである。
【００６７】
図８を参照すると、図１２（ａ），（ｂ）に示したものと同様に、ミラー基板（６）には、ミラー材（図示せず）が付いており、その反対側の面には絶縁層（図示せず）が付いている。そして、絶縁層の下には、共通電極（図示せず）が付いており、その下に、圧電極性が一方向の圧電材料（２）が付いて、さらにその下に、左右に分かれた個別電極（５）が付いている（なお、ここで、上下の表現は断面図でミラー基板（６）のミラー面を上として表現している）。このような構造のミラー部は、ミラー固定用ベース（８）に両端のミラー固定部（３）で固定されている。
【００６８】
ところで、図８の波面収差補正ミラーでは、ミラー基板（６）のミラー面とは反対の側において、圧電材料（２）の左右の個別電極部分にそれぞれ点接触材（２２）が固定され、点接触材（２２）を介して、熱膨張率の違う材料を貼り合わせた片持ちのバイメタルの抑制構造（２３，２４）がアーム（２５）に固定されて設けられている。さらに、アーム（２５）は、回転自在の点接触材（２２ｂ）を介してミラー固定用ベース（８）に固定されている。
【００６９】
図８の構造では、温度上昇が起きても、図７（ａ）で説明した効果に加えて、アーム（２５）は回転自在の点接触材（２２ｂ）を介してミラー固定用ベース（８）に固定されているので、図１４（ｂ）に示したようなチルト補正用のミラーの変形にもアームが回転して傾いて追従するため、余分な負荷もなく変形させることができる。
【００７０】
なお、図８の例として、ミラー面が温度上昇と共に凹になるミラー部を使用するときには、バイメタル材料（２３）としてステンレス鋼を用い、バイメタル材料（２４）としてリン青銅の薄板を使用することができる。熱膨張率の関係は、リン青銅＞ステンレス鋼である。また、アームには、熱膨張率の小さい鉄ニッケル合金（Ｆｅ：Ｎｉ＝６４：３６）を使用することができる。
【００７１】
（第６の実施形態）
図９（ａ）は本発明の第６の実施形態の波面収差補正ミラーの構成例を示す図である。図９（ａ）の波面収差補正ミラーも、基本構造は図１２（ａ），（ｂ）に示したミラー面が変位する波面収差補正ミラーの例と同じである。
【００７２】
図９（ａ）を参照すると、図１２（ａ），（ｂ）に示したものと同様に、ミラー基板（６）には、ミラー材（図示せず）が付いており、その反対側の面には絶縁層（図示せず）が付いている。そして、絶縁層の下には、共通電極（図示せず）が付いており、その下に、圧電極性が一方向の圧電材料（２）が付いて、さらにその下に、左右に分かれた個別電極（５）が付いている（なお、ここで、上下の表現は断面図でミラー基板（６）のミラー面を上として表現している）。このような構造のミラー部は、ミラー固定用ベース（８）に両端のミラー固定部（３）で固定されている。
【００７３】
ところで、図９（ａ）の波面収差補正ミラーでは、ミラー基板（６）のミラー面とは反対の側において、圧電材料（２）に接して、熱膨張率の違う材料を貼り合わせた湾曲したバイメタルの抑制構造（２３，２４）が抑制構造固定部（３ａ）で固定されて設けられている。
【００７４】
図９（ａ）の構造では、温度上昇が起きて、圧電材料（２）がミラー基板（６）より例えば横に伸びようとする力（あるいは横に縮もうとする力）が発生してミラー面が凹面（あるいは凸面）になろうとしても、バイメタル構造の抑制構造が配置されているため、お互いの図の上下方向に発生する力はキャンセルする方向に働く（ミラー面が凹になるときはミラー部とバイメタル構造が図の上方向に伸びる形になるよう熱膨張率をバイメタル材料（２３）＞バイメタル材料（２４）の関係にすればバイメタルの上面の点接触部分が上に押されミラー面の凹形状をキャンセルする方向に働き、ミラー面が凸になるときはミラー部と同じ構造の抑制構造（２３，２４）が図の下方向に縮む形になるよう熱膨張率をバイメタル材料（２３）＜バイメタル材料（２４）の関係にすればバイメタルの上面の点接触部分が下に引かれミラー面の凸形状をキャンセルする方向に働く）。これにより、お互いの力がキャンセルし合い、ミラー基板（６）はほとんど撓まなくなる。
【００７５】
なお、図９（ａ）の例として、ミラー面が温度上昇と共に凹になるミラー部を使用するときには、バイメタル材料（２３）としてリン青銅を用い、バイメタル材料（２４）としてステンレス鋼の薄板を使用することができる。熱膨張率の関係は、リン青銅＞ステンレス鋼である。
【００７６】
図９（ｂ）は図９（ａ）の波面収差補正ミラーの変形例を示す図であり、バイメタルの抑制構造が左右に分かれた片持ち梁の形状となっている。図９（ｂ）を参照すると、ミラー基板（６）のミラー面とは反対側には圧電材料（２）の個別電極（５）に接して、熱膨張率の違う材料を貼り合わせた湾曲した片持ちのバイメタルの抑制構造（２３，２４）が抑制構造固定部（３ａ）で固定されており、これにより、図９（ａ）と同様の効果が得られる。
【００７７】
なお、図９（ｂ）の例として、ミラー面が温度上昇と共に凹になるミラー部を使用するときには、バイメタル材料（２３）としてステンレス鋼を用い、バイメタル材料（２４）としてリン青銅の薄板を使用することができる。熱膨張率の関係は、リン青銅＞ステンレス鋼である。
【００７８】
これまでの構成例の中で、図７（ａ），（ｂ），（ｃ）、図８、図９（ｂ）に関しては、バイメタル構造が左右に分かれて、圧電材料（２）の個別電極（５）に接しているため、点接触材およびバイメタルの材料が導電性材料であれば、個別電極（５）に電圧を供給する電極として使用することが可能であり、これにより専用の電極配線の必要がなくなる。
【００７９】
（第７の実施形態）
図１０（ａ）は本発明の第７の実施形態の波面収差補正ミラーの構成例を示す図である。図１０（ａ）の波面収差補正ミラーも、基本構造は、図１２（ａ），（ｂ）に示したミラー面が変位する波面収差補正ミラーの例と同じである。
【００８０】
図１０（ａ）において、構造自体は図６（ａ）で示したものと同じであり、図６（ａ）のバイメタルの部分が、圧電バイモルフになっている。圧電バイモルフは、圧電材（２６ａ）とシム材（２６ｂ）で構成されており、外部電圧信号により図の上下方向に自由に変位させることが可能となっている。
【００８１】
図１０（ａ）の構造では、温度上昇が起きて、圧電材料（２）がミラー基板（６）より例えば横に伸びようとする力（あるいは横に縮もうとする力）が発生してミラー面が凹面（あるいは凸面）になろうとしても、その反対方向に圧電バイモルフを変位するように電圧をかけてやれば、お互いの力がキャンセルし合いミラー基板（６）はほとんど撓まなくなる。なお、この例では、圧電材としてＰＺＴを用い、シム材としてベリリウム銅を用いることができる。
【００８２】
図１０（ｂ），（ｃ）は図１０（ａ）の波面収差補正ミラーの変形例を示す図であり、図１０（ｂ）は断面図、図１０（ｃ）は図１０（ｂ）のＢ方向から見た平面図である。図１０（ｂ），（ｃ）の構成例では、圧電バイモルフ（２６）がミラー固定用ベース（８ａ）の外側で固定されている。すなわち、圧電バイモルフ（２６）は抑制構造固定部（３ｂ）で固定されており、この場合にも、図１０（ａ）と同様の効果が得られる。
【００８３】
（第８の実施形態）
図１１（ａ）は本発明の第８の実施形態の波面収差補正ミラーの構成例を示す図である。図１１（ａ）の波面収差補正ミラーも、基本構造は、図１２（ａ），（ｂ）に示したミラー面が変位する波面収差補正ミラーの例と同じである。
【００８４】
図１１（ａ）の波面収差補正ミラーは、構造自体は図７（ａ）で示したものと同じであり、図７（ａ）の片持ちのバイメタルの部分が、片持ちの圧電バイモルフになっている。圧電バイモルフは、圧電材（２６ａ）とシム材（２６ｂ）で構成されており、外部電圧信号により図の上下方向に自由に変位させることが可能となっている。
【００８５】
図１１（ａ）の構造では、温度上昇が起きて、圧電材料（２）がミラー基板（６）より例えば横に伸びようとする力（あるいは横に縮もうとする力）が発生してミラー面が凹面（あるいは凸面）になろうとしても、その反対方向に圧電バイモルフを変位するように電圧をかけてやれば、お互いの力がキャンセルし合いミラー基板（６）はほとんど撓まなくなる。なお、この例では、圧電材としてＰＺＴを用い、シム材としてベリリウム銅を用いることができる。
【００８６】
図１１（ｂ），（ｃ）は図１１（ａ）の波面収差補正ミラーの変形例を示す図であり、図１１（ｂ）は断面図、図１１（ｃ）は図１１（ｂ）のＢ方向から見た平面図である。図１１（ｂ），（ｃ）の構成例は、構造自体は図７（ｂ），（ｃ）に示したものと同じであり、図７（ｂ），（ｃ）の片持ちのバイメタルの部分が、片持ちの圧電バイモルフになっている。すなわち、図１１（ｂ），（ｃ）の構成例では、片持ちの圧電バイモルフの抑制構造がミラー固定用ベース（８ａ）の外側で固定されている。圧電バイモルフは、圧電材（２６ａ）とシム材（２６ｂ）で構成されており、外部電圧信号により図の上下方向に自由に変位させることが可能となっている。
【００８７】
このように、図１１（ｂ），（ｃ）の構成例では、片持ちの圧電バイモルフの抑制構造（２６）は抑制構造固定部（３ｂ）で固定されており、図７（ａ）と同様の効果が得られる。なお、この例では、圧電材としてＰＺＴを用い、シム材としてベリリウム銅を用いることができる。
【００８８】
以上、本発明の構成例を示したが、本発明はこれらの構成例にとどまることなく、あらゆる組み合わせや応用ができることはいうまでもない。例えば、上述の構成例では、圧電バイモルフ構造として、圧電材でシム材をサンドイッチしたものを使用しているが、圧電材２枚を貼り合わせたものでも良いし、圧電材とシム材を貼り合わせた圧電ユニモルフでも良い。また、図６〜図９では、抑制構造としてバイメタルを使用してきたが、図９（ｂ）に関しては、温度上昇と共にミラー面が凹になる補正ミラーであれば、バイメタルの代わりに単一材料を使用してもミラー面を押し上げる方向に伸びるので、同様の効果が得られる。例えばリン青銅，ベリリウム銅，ステンレスなどの薄板などが使用できる。
【００８９】
さらに、使用光学系（光ピックアップ）として、波面収差補正ミラー（１０）と立ち上げミラー（１３）とを別々にした例で説明したが、立ち上げミラーに波面収差補正ミラーを直接用いても良い。また、レーザ光学系（１５）と光検出光学系（１６）を別々にした例で説明したが、レーザ光学系（１５）と光検出光学系（１６）が一体になっている光学系でも良い。
【００９０】
上述のように、本発明は、ミラー基板のミラー面を変位させることにより収差補正する波面収差補正ミラーにおいて、熱膨張によるミラー基板の変形を抑制するための構造が設けられていることを特徴としている。
【００９１】
また、本発明は、上記波面収差補正ミラーにおいて、熱膨張によるミラー基板の変形を抑制するための構造が、波面収差補正ミラーと点あるいは点に近い状態で接触していることを特徴としている。
【００９２】
また、本発明は、上記波面収差補正ミラーにおいて、熱膨張によるミラー基板の変形を抑制するための構造が、波面収差補正ミラーのミラー部と同一であり、波面収差補正ミラーに対して線対称に配置されていることを特徴としている。
【００９３】
また、本発明は、上記波面収差補正ミラーにおいて、熱膨張によるミラー基板の変形を抑制するための構造が、バイメタル構造を有していることを特徴としている。
【００９４】
また、本発明は、上記波面収差補正ミラーにおいて、バイメタル構造が左右に分かれていることを特徴としている。
【００９５】
また、本発明は、上記波面収差補正ミラーにおいて、左右に分かれているバイメタル構造を支えるアームが、ミラー固定材と点あるいは点に近い状態で回転自在に支えられていることを特徴としている。
【００９６】
また、本発明は、上記波面収差補正ミラーにおいて、左右に分かれているバイメタル構造が、電極を兼ねていることを特徴としている。
【００９７】
また、本発明は、上記波面収差補正ミラーにおいて、バイメタル構造が、曲面あるいは球面状に湾曲していることを特徴としている。
【００９８】
また、本発明は、上記波面収差補正ミラーにおいて、熱膨張によるミラー基板の変形を抑制するための構造が、ユニモルフまたはバイモルフの圧電素子であることを特徴としている。
【００９９】
また、本発明は、上記波面収差補正ミラーにおいて、ユニモルフまたはバイモルフの圧電素子が左右に分かれていることを特徴としている。
【０１００】
また、本発明は、上記波面収差補正ミラーにおいて、熱膨張によるミラー基板の変形を抑制するための構造が単一材料であり、曲面あるいは球面状に湾曲していることを特徴としている。
【０１０１】
以上のような構成により、本発明の波面収差補正ミラーでは、温度変化に対し変形が少なくなり、ミラー面の平面度を良い状態に保つことができる。
【０１０２】
また、本発明の光ピックアップは、レーザ光の光軸上にレーザー光の収差を補正する収差補正手段を有し、該収差補正手段として、上述した本発明の波面収差補正ミラーが用いられていることを特徴としている。
【０１０３】
【発明の効果】
以上に説明したように、請求項１記載の発明によれば、ミラー基板のミラー面を変位させることにより収差補正する波面収差補正ミラーにおいて、熱膨張によるミラー基板の変形を抑制するための構造が設けられているので、熱膨張が発生してミラー基板を変形させる力が発生しても、抑制構造でキャンセルするようになり、温度変化に対してミラーの平面度の変化を小さくすることができる（温度によるミラーの平面度への影響を少なくすることができる）。また、請求項１記載の発明によれば、熱膨張によるミラー基板の変形を抑制するための構造は、波面収差補正ミラーのミラー部と同一であり、波面収差補正ミラーに対して線対称に配置されているので、温度変化に対してミラーの平面度の変化を理想的に小さくすることができる。
【０１０４】
また、請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の波面収差補正ミラーにおいて、熱膨張によるミラー基板の変形を抑制するための構造は、波面収差補正ミラーと点あるいは点に近い状態で接触しているので、波面収差補正ミラーの収差補正時の変形を阻害することなく、温度変化に対してミラーの平面度の変化を小さくすることができる。
【０１０６】
また、請求項３記載の発明によれば、ミラー基板のミラー面を変位させることにより収差補正する波面収差補正ミラーにおいて、熱膨張によるミラー基板の変形を抑制するための構造が設けられているので、熱膨張が発生してミラー基板を変形させる力が発生しても、抑制構造でキャンセルするようになり、温度変化に対してミラーの平面度の変化を小さくすることができる（温度によるミラーの平面度への影響を少なくすることができる）。また、請求項３記載の発明によれば、熱膨張によるミラー基板の変形を抑制するための構造は、バイメタル構造を有しているので、収差補正ミラーの変形に応じて、バイメタルの材料の組合せや寸法を考慮することで、比較的簡単に温度変化に対してミラーの平面度の変化を小さくすることができる。
【０１０７】
また、請求項３記載の発明によれば、バイメタル構造が左右に分かれているので、収差補正ミラーの変形に応じて、バイメタルの材料の組合せや寸法を考慮することで比較的簡単に温度変化に対してミラーの平面度の変化を小さくでき、さらに、左右に分かれているので、それぞれを微調整することができる。
また、請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の波面収差補正ミラーにおいて、熱膨張によるミラー基板の変形を抑制するための構造は、波面収差補正ミラーと点あるいは点に近い状態で接触しているので、波面収差補正ミラーの収差補正時の変形を阻害することなく、温度変化に対してミラーの平面度の変化を小さくすることができる。
【０１０８】
また、請求項５記載の発明によれば、請求項３または請求項４記載の波面収差補正ミラーにおいて、左右に分かれているバイメタル構造を支えるアームが、ミラー固定材と点あるいは点に近い状態で回転自在に支えられているので、収差補正ミラーの収差補正時の変形を阻害することなく、温度変化に対してミラーの平面度の変化を小さくすることができる。
【０１０９】
また、請求項６記載の発明によれば、請求項３乃至請求項５のいずれか一項に記載の波面収差補正ミラーにおいて、左右に分かれているバイメタル構造は、電極を兼ねているので、温度変化に対してミラーの平面度の変化を小さくでき、さらに、新たに電極を設置しなくても良い。
【０１１０】
また、請求項７記載の発明によれば、請求項３乃至請求項５のいずれか一項に記載の波面収差補正ミラーにおいて、バイメタル構造は、曲面あるいは球面状に湾曲しているので、特に点接触の材料を必要としないで、温度変化に対してミラーの平面度の変化を小さくすることができる。
また、請求項８記載の発明によれば、ミラー基板のミラー面を変位させることにより収差補正する波面収差補正ミラーにおいて、熱膨張によるミラー基板の変形を抑制するための構造が設けられているので、熱膨張が発生してミラー基板を変形させる力が発生しても、抑制構造でキャンセルするようになり、温度変化に対してミラーの平面度の変化を小さくすることができる（温度によるミラーの平面度への影響を少なくすることができる）。また、請求項８記載の発明によれば、熱膨張によるミラー基板の変形を抑制するための構造は、バイメタル構造を有しているので、収差補正ミラーの変形に応じて、バイメタルの材料の組合せや寸法を考慮することで、比較的簡単に温度変化に対してミラーの平面度の変化を小さくすることができる。また、請求項８記載の発明によれば、前記バイメタル構造は、曲面あるいは球面状に湾曲しているので、特に点接触の材料を必要としないで、温度変化に対してミラーの平面度の変化を小さくすることができる。
【０１１３】
また、請求項９記載の発明によれば、ミラー基板のミラー面を変位させることにより収差補正する波面収差補正ミラーにおいて、熱膨張によるミラー基板の変形を抑制するための構造が設けられているので、熱膨張が発生してミラー基板を変形させる力が発生しても、抑制構造でキャンセルするようになり、温度変化に対してミラーの平面度の変化を小さくすることができる（温度によるミラーの平面度への影響を少なくすることができる）。また、請求項９記載の発明によれば、熱膨張によるミラー基板の変形を抑制するための構造が単一材料であり、曲面あるいは球面状に湾曲しているので、温度と共にミラー面が凹面になる収差補正ミラーに関しては、収差補正ミラーの変形に応じて、一種類の材料の選定や寸法を考慮するだけで、簡単に温度変化に対してミラーの平面度の変化を小さくすることができる。
【０１１４】
また、請求項１０記載の発明によれば、レーザ光の光軸上にレーザー光の収差を補正する収差補正手段を有し、該収差補正手段として、請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の波面収差補正ミラーを用いることを特徴とする光ピックアップであるので、温度変化に強い光ピックアップを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の波面収差補正ミラーの構成例を示す図である。
【図２】熱膨張によるミラー基板の変形を説明するための図である。
【図３】ミラー基板（６）の反対側に同じ形状の同じ材料（例えば圧電材料）を設けた場合を示す図である。
【図４】ミラー基板（６）として、圧電材料（２）とほぼ同じ熱膨張率の基板を使用する場合を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の波面収差補正ミラーの構成例を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施形態の波面収差補正ミラーの構成例を示す図である。
【図７】本発明の第４の実施形態の波面収差補正ミラーの構成例を示す図である。
【図８】本発明の第５の実施形態の波面収差補正ミラーの構成例を示す図である。
【図９】本発明の第６の実施形態の波面収差補正ミラーの構成例を示す図である。
【図１０】本発明の第７の実施形態の波面収差補正ミラーの構成例を示す図である。
【図１１】本発明の第８の実施形態の波面収差補正ミラーの構成例を示す図である。
【図１２】ミラー面が変位する波面収差補正ミラーの一例を示す図である。
【図１３】光ピックアップの構成例を示す図である。
【図１４】波面収差を説明するための図である。
【図１５】従来技術を説明するための図である。
【図１６】従来技術を説明するための図である。
【図１７】従来技術を説明するための図である。
【図１８】ＣＶ，ＤＶＤのディスクを示す図である。
【図１９】反射膜の面を等高線で表した図である。
【図２０】波面収差補正の形状変形を説明するための図である。
【符号の説明】
１ ミラー材
２ 圧電材料
３ ミラー固定部
３ａ 抑制構造固定部
３ｂ 抑制構造固定部
４ 共通電極
５ 個別電極
６ ミラー基板
７ 絶縁層
８ ミラー固定用ベース
８ａ ミラー固定用ベース
１０ 波面収差補正ミラー
１１ 光ディスク
１２ 対物レンズ及び対物光学系
１３ 立ち上げミラー
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
２１ 抑制構造
２２ 点接触材
２２ａ 点接触材
２２ｂ 点接触材
２３ バイメタル材料
２４ バイメタル材料
２５ アーム
２６ 圧電バイモルフ
２６ａ バイモルフ用圧電材
２６ｂ バイモルフ用シム材
１０１ａ，１０１ｂ 対物レンズ
１０２ａ，１０２ｂ ディスク
１０３ａ，１０３ｂ スポット（コマ収差）
１０８ 記録層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wavefront aberration correction mirror and an optical pickup.
[0002]
[Prior art]
In general, there are CDs and DVDs as information storage devices using optical disks. Since DVD and the like have a higher recording density than CDs, the conditions for reading and writing information are stricter.
[0003]
For example, it is ideal that the optical axis of the optical pickup and the disc surface are perpendicular, but in reality, the disc is made of resin, so it has a considerable swell, and when this is rotated, the optical axis of the optical pickup The disc surface is not always vertical (this is hereinafter referred to as tilt). Further, as shown in FIGS. 18A and 18B, since the recording layer (108) is interposed between the resin layers (102) of the disk, the optical path is bent when the disk surface becomes non-vertical, and the disk is placed on the disk. The spot cannot be properly focused and coma aberration (103) occurs. If this aberration is larger than the allowable amount, there is a problem that reading and writing cannot be performed correctly. 18A and 18B show the case where the disc is a CD or DVD, respectively.
[0004]
As a means for reducing the influence of tilt, a resin layer between the objective lens and the recording layer may be thinned. Actually, the thickness of the resin layer (102) between the objective lens (101) and the recording layer (108) is smaller in the DVD (FIG. 18 (b)) than in the CD (FIG. 18 (a)). It was aimed at this effect that was halved. However, in this method, when recording at a higher density than DVD, the resin layer is made thinner to further reduce the influence of tilt, but this time, dust and scratches were attached to the disc. In some cases, a problem arises in that signals cannot be read and written correctly. Therefore, the current situation is that the optical axis is tilted by the actuator (tilt).
[0005]
In order to optically correct the tilt, a liquid crystal is used (for example, see Patent Document 1), a transparent piezoelectric element is used (for example, see Patent Document 2), or a variable mirror is used (for example, Patent Document 1). 3) is proposed.
[0006]
Specifically, in Patent Document 1 (FIG. 15), coma is corrected by phase control using a liquid crystal plate. However, with this method, the amount of light attenuates because the laser passes through the liquid crystal plate, making it difficult to obtain the energy required for writing, and the high-frequency operation required for tangential tilt control, in particular, due to the characteristics of the liquid crystal It seems difficult to use.
[0007]
In Patent Document 2 (FIG. 16), a high voltage is required to actually obtain a necessary displacement amount with a transparent piezoelectric element alone, which is not practical for use in an optical pickup or the like.
[0008]
In Patent Document 3 (FIG. 17), the mirror itself is deformed by a laminated piezoelectric element to control the phase. However, when used for small parts such as an optical pickup, wiring and the like are not taken into consideration, which complicates and increases the assembly cost. Further, even if problems such as wiring can be solved, the stacked piezoelectric element has to be made considerably small, which is difficult both technically and in terms of cost.
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-10-79135
[0010]
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 5-144056
[0011]
[Patent Document 3]
JP-A-5-333274
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
The method of correcting wavefront aberration with a unimorph or bimorph wavefront aberration correction mirror using a piezoelectric element is advantageous for downsizing at low voltage. It can be considered that when the mirror surface of the mirror substrate is deformed, it must be easily deformed in order to drive at a low voltage. For this purpose, it is most effective to make the mirror substrate thin. However, in the case of the wavefront aberration correcting mirror as shown in FIGS. For example, when the temperature rises from room temperature, the flatness deteriorates as shown in FIG.
[0013]
An object of the present invention is to provide a wavefront aberration correcting mirror and an optical pickup capable of reducing the influence of temperature on the flatness of a mirror.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, a wavefront aberration correction mirror that corrects aberration by displacing a mirror surface of a mirror substrate is provided with a structure for suppressing deformation of the mirror substrate due to thermal expansion. IsThe structure for suppressing the deformation of the mirror substrate due to the thermal expansion is the same as the mirror part of the wavefront aberration correction mirror, and is arranged in line symmetry with respect to the wavefront aberration correction mirror.It is characterized by having.
[0015]
According to a second aspect of the present invention, in the wavefront aberration correcting mirror according to the first aspect, the structure for suppressing the deformation of the mirror substrate due to thermal expansion is in contact with the wavefront aberration correcting mirror in a state close to a point or a point. It is characterized by having.
[0018]
Also,Claim 3The described inventionIn the wavefront aberration correction mirror for correcting aberration by displacing the mirror surface of the mirror substrate, a structure for suppressing deformation of the mirror substrate due to thermal expansion is provided, and in order to suppress deformation of the mirror substrate due to the thermal expansion The structure has a bimetal structure,The bimetal structure is divided into left and right parts.
[0019]
Also,Claim 5The described invention is claimed.3 or claim 4The wavefront aberration correcting mirror described above is characterized in that an arm that supports a bimetal structure divided into left and right is rotatably supported in a state where the mirror fixing material and the point are close to the point.
[0020]
Also,Claim 6The described inventionAny one of
[0021]
Also,Claim 7The described
According to an eighth aspect of the present invention, a wavefront aberration correction mirror that corrects aberration by displacing the mirror surface of the mirror substrate is provided with a structure for suppressing deformation of the mirror substrate due to thermal expansion. The structure for suppressing the deformation of the mirror substrate due to expansion has a bimetal structure, and the bimetal structure is curved in a curved surface or a spherical shape.
[0024]
Also,Claim 9The described inventionAberration correction by displacing the mirror surface of the mirror substrateIn the wavefront aberration correction mirror,A structure for suppressing deformation of the mirror substrate due to thermal expansion is provided,The structure for suppressing the deformation of the mirror substrate due to thermal expansion is a single material and is characterized by being curved into a curved surface or a spherical shape.
[0025]
Also,Claim 10The invention described in the above has an aberration correcting means for correcting the aberration of the laser beam on the optical axis of the laser beam, and the aberration correcting means is as claimed in
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0027]
12A and 12B are views showing an example of a wavefront aberration correcting mirror in which the mirror surface is displaced. 12A is a perspective view, and FIG. 12B is a cross-sectional view taken along line A-A ′ of FIG.
[0028]
Referring to FIGS. 12A and 12B, the mirror substrate (6) has a mirror material (1), and the opposite surface has an insulating layer (7). A common electrode (4) is attached below the insulating layer (7), a piezoelectric material (2) having a piezoelectric polarity in one direction is attached below the common electrode (4), and an individual electrode separated into left and right is further provided below the common electrode. (5) is attached (in this case, the upper and lower expressions are cross-sectional views and the mirror surface of the mirror substrate (6) is expressed as the upper side). The mirror portion having such a structure is fixed to the mirror fixing base (8) at both ends.
[0029]
By the way, with such a structure, assuming that the electrode (4) is grounded, a positive voltage is applied to the-direction of the left and right individual electrodes (5), and a negative voltage is applied to the other, the mirror substrate (6) For example, the portion corresponding to the cross-section of FIG. 14 has a cross-sectional shape as shown in FIG. When a reverse voltage is applied to the individual electrode (5), the reverse shape is obtained.
[0030]
That is, the mirror substrate (6) does not expand or contract even when a voltage is applied, but the piezoelectric material (2) expands or contracts when a voltage is applied. Therefore, when a positive voltage is applied to the individual electrode (5), Assuming that the piezoelectric material (2) contracts in the lateral direction, when a negative voltage is applied, the piezoelectric material (2) in that portion will extend in the lateral direction, and a positive voltage is applied to the individual electrode (5). In this case, the surface of the mirror material (1) of the mirror substrate (6) becomes convex, and when a negative voltage is applied to the individual electrode (5), the mirror material (1) of the mirror substrate (6). The surface becomes concave.
[0031]
By providing and controlling such a wavefront aberration correcting mirror on the optical axis of an optical pickup as shown in FIG. 13, coma aberration due to tilt can be reduced.
[0032]
In FIG. 13, (10) is a wavefront aberration correction mirror, (11) is an optical disk, (12) is an objective lens and objective optical system, (13) a rising mirror, (14) is a polarization beam splitter, (15) Is a laser element and a laser optical system, and (16) is a light detection element and a light detection optical system.
[0033]
In the optical pickup shown in FIG. 13, the laser light emitted from the laser element (15) is collimated by the laser optical system, passes through the polarization beam splitter (14), is reflected by the wavefront aberration correction mirror (10), and starts up. Further reflected by the mirror (13), condensed by the objective lens and objective optical system (12), and focused on the optical disk (11).
[0034]
The laser beam reflected from the optical disk (11) passes through the objective lens and the objective optical system (12), is reflected by the rising mirror (13), is reflected by the wavefront aberration correction mirror (10), and is polarized by the polarization beam splitter ( 14), the light is collected by the light detection optical system and detected by the light detection element (16). This detection element is also provided with a detection element for tilt detection.
[0035]
In such an optical system, when the optical disk (11) is tilted from a position perpendicular to the optical axis of the laser light, the wavefront of the laser light reflected and returned from the optical disk is disturbed. For example, as shown in FIG. Wavefront aberration (coma aberration) occurs. Here, for example, the horizontal axis is the same cross section as the A-A ′ cross section of the wavefront aberration correcting mirror shown in FIG. 12A, and the vertical axis is the wavefront aberration. That is, in the optical system of FIG. 13, when the optical disc (11) is tilted, the mirror surface of the wavefront aberration correcting mirror (10) is flat, and the wavefront aberration of the reflected light reflected there. Incidentally, if the optical disk (11) is perpendicular to the optical axis of the laser beam, the wavefront does not generate an aberration as shown in FIG. FIG. 19 is a diagram showing the surface direction of the wave front with contour lines, and the A-A ′ cross section is as shown in FIG.
[0036]
FIG. 14B shows an example in which the wavefront aberration correcting mirror (10) is operated to intentionally generate an aberration and the wavefront aberration of the reflected light is expressed. Here, the horizontal axis is, for example, the same cross section as the A-A ′ cross section of the mirror surface of the wavefront aberration correcting mirror shown in FIG. 12A, and the vertical axis is the wavefront aberration.
[0037]
Suppose now that the optical disk is tilted and the wavefront of the reflected light from the disk is as shown in FIG. If the wavefront aberration correcting mirror is controlled so that the wavefront of the reflected light when the disk is not tilted is as shown in FIG. 14B, the wavefront of the reflected light reflected from the wavefront aberration correcting mirror is as shown in FIG. As a result, the wavefront aberration can be reduced as compared with FIG.
[0038]
However, when the mirror substrate (6) is made thin, the wavefront aberration correcting mirror having such a structure is easily affected by temperature due to its asymmetric shape. For example, when the temperature rises from room temperature, it is shown in FIG. In this way, the flatness is deteriorated. If the flatness is deteriorated, it cannot be deformed into a deformed shape which is originally intended to reduce the wavefront aberration. For example, if the mirror is deformed as shown in FIG. 12C to be deformed into a wavefront aberration correction shape, the deformed shape is as shown in FIG. It becomes a different shape.
[0039]
Recent PCs (personal computers) and the like increase in temperature from room temperature to about 60 ° C., so there is a high possibility that such problems will occur.
[0040]
For this reason, there is a method for improving the flatness by directly applying an offset voltage or the like to the electrode. The structure for suppressing this is provided.
[0041]
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a wavefront aberration correcting mirror according to the first embodiment of the present invention. The basic structure of the wavefront aberration correcting mirror according to the first embodiment of the present invention is the same as the example of the wavefront aberration correcting mirror in which the mirror surface shown in FIGS. 12A and 12B is displaced.
[0042]
Referring to FIG. 1, the mirror substrate (6) is provided with a mirror material (not shown), similar to that shown in FIGS. 12 (a) and 12 (b). An insulating layer (not shown) is attached. A common electrode (not shown) is attached below the insulating layer, and a piezoelectric material (2) having a piezoelectric polarity in one direction is attached below the common electrode. The electrode (5) is attached (here, the upper and lower representations are represented by the sectional view with the mirror surface of the mirror substrate (6) as the upper side). The mirror part having such a structure is fixed to the mirror fixing base (8) by the mirror fixing parts (3) at both ends.
[0043]
By the way, in the wavefront aberration correcting mirror of FIG. 1, the point contact material (22) is fixed to the piezoelectric material (2) on the side opposite to the mirror surface of the mirror substrate (6), and the point contact material (22) is interposed. A structure (21) for suppressing deformation of the mirror substrate (6) due to thermal expansion is provided.
[0044]
FIG. 2 is a view for explaining deformation of the mirror substrate due to thermal expansion. In FIG. 2, the thickness is exaggerated and the mirror fixing base (8) is omitted for easy viewing. The mirror fixing base (8) used is the same material as the mirror substrate (6).
[0045]
In the case of the conventional structure as shown in FIGS. 12A and 12B, the coefficient of thermal expansion between the
[0046]
On the other hand, in the structure of the present invention shown in FIG. 1, the temperature rises and the piezoelectric material (2) tries to extend, for example, laterally from the mirror substrate (6) (or to shrink laterally). Even if the mirror surface becomes a concave surface (or a convex surface) due to the occurrence of a force that causes the mirror surface to be concave (or convex), a suppression structure (21) that cancels the mirror surface on the opposite side of the mirror surface of the mirror substrate (6) has a point contact material. (22) is provided in an optimal structure, and works in a direction to cancel the mirror surface becoming concave (or convex) (when the mirror surface is concave, the suppression structure (21) is shown in FIG. When the point contact material (22) is pushed upward and the concave shape of the mirror surface is canceled and the mirror surface is convex, the restraining structure (21) is downward in FIG. The point contact material (22) is drawn down and the mirror surface is convex. To work in the direction to cancel), and mutually canceled force each other, the mirror substrate (6) is hardly bent.
[0047]
(Second Embodiment)
FIGS. 5A and 5B are diagrams showing a configuration example of a wavefront aberration correcting mirror according to the second embodiment of the present invention. 5A is a cross-sectional view, and FIG. 5B is a plan view seen from the direction B of FIG. 5A. The basic structure of the wavefront aberration correcting mirror of the second embodiment is the same as the example of the wavefront aberration correcting mirror in which the mirror surface shown in FIGS. 12A and 12B is displaced.
[0048]
Referring to FIGS. 5 (a) and 5 (b), a mirror material (not shown) is attached to the mirror substrate (6), as shown in FIGS. 12 (a) and 12 (b). An insulating layer (not shown) is attached to the opposite surface. A common electrode (not shown) is attached below the insulating layer, and a piezoelectric material (2) having a piezoelectric polarity in one direction is attached below the common electrode. The electrode (5) is attached (here, the upper and lower representations are represented by the sectional view with the mirror surface of the mirror substrate (6) as the upper side). The mirror part having such a structure is fixed to the mirror fixing base (8a) by the mirror fixing parts (3) at both ends.
[0049]
By the way, in the wavefront aberration correcting mirror of FIGS. 5A and 5B, the point contact material (22a) is fixed to the piezoelectric material (2) on the side opposite to the mirror surface of the mirror substrate (6). Through the contact material (22a), the suppression structure having the same structure as that of the mirror portion is arranged symmetrically with respect to CC ′ and fixed to the mirror fixing base (8a) by the mirror fixing portions (3) at both ends. .
[0050]
In the structure of FIGS. 5A and 5B, a temperature rise occurs, and a force that causes the piezoelectric material (2) to extend, for example, laterally from the mirror substrate (6) (or a force to shrink laterally). Even if the generated mirror surface becomes concave (or convex), the restraining structure having the same structure as that of the mirror portion is arranged symmetrically with respect to CC ′, and therefore the force generated in the vertical direction of each figure. Works in the canceling direction (when the mirror surface is concave, the suppression structure of the same structure as the mirror part extends upward in the figure and the point contact material (22a) is pushed upward to cancel the concave shape of the mirror surface. When the mirror surface is convex, the suppression structure (21) having the same structure as that of the mirror part is contracted downward in the figure, and the point contact material (22a) is drawn downward to make the convex shape of the mirror surface. Work in the direction to cancel). Thereby, the mutual forces cancel each other, and the mirror substrate (6) hardly bends.
[0051]
In the second embodiment, the same structure as the mirror portion is disposed as the suppression structure, but the mirror substrate (6) on the suppression structure side may not be finished to a mirror surface.
[0052]
FIG. 5C is a view showing a modification of the wavefront aberration correcting mirror of FIGS. 5A and 5B. In the example of FIG. 5C, the suppression structure is a mirror fixing base (8). It is fixed inside. At this time, the entire length of the mirror substrate (6) is different from the entire length of the mirror substrate (6a), but the length of the unfixed portion of the mirror substrate is the same, and accordingly, FIG. Also with this configuration, the same effect as the configuration of FIGS. 5A and 5B can be obtained.
[0053]
(Third embodiment)
FIG. 6A is a diagram illustrating a configuration example of a wavefront aberration correcting mirror according to the third embodiment of the present invention. The basic structure of the wavefront aberration correcting mirror in FIG. 6A is the same as that of the wavefront aberration correcting mirror in which the mirror surface shown in FIGS. 12A and 12B is displaced.
[0054]
Referring to FIG. 6 (a), like the one shown in FIGS. 12 (a) and 12 (b), the mirror substrate (6) is provided with a mirror material (not shown), on the opposite side. An insulating layer (not shown) is attached to the surface. A common electrode (not shown) is attached below the insulating layer, and a piezoelectric material (2) having a piezoelectric polarity in one direction is attached below the common electrode. The electrode (5) is attached (here, the upper and lower representations are represented by the sectional view with the mirror surface of the mirror substrate (6) as the upper side). The mirror part having such a structure is fixed to the mirror fixing base (8) by the mirror fixing parts (3) at both ends.
[0055]
By the way, in the wavefront aberration correcting mirror of FIG. 6A, the point contact material (22a) is fixed to the piezoelectric material (2) on the side opposite to the mirror surface of the mirror substrate (6), and the point contact material (22a ), A bimetallic restraining structure (23, 24) in which materials having different coefficients of thermal expansion are bonded together is fixed by a restraining structure fixing portion (3a).
[0056]
In the structure of FIG. 6A, the temperature rises, and a force that causes the piezoelectric material (2) to extend laterally (or force to shrink laterally) from the mirror substrate (6) is generated. Even if the surface becomes concave (or convex), the bimetal structure restraining structure is arranged, so the force generated in the vertical direction of each figure works in the direction to cancel (when the mirror surface becomes concave) If the coefficient of thermal expansion is set so that the mirror portion and the bimetal structure extend upward in the figure, the point contact material (22a) is pushed upward and the mirror surface When the mirror surface becomes convex, it works in the direction of canceling the concave shape, and the thermal expansion coefficient is set so that the suppression structure (23, 24) of the same structure as the mirror part shrinks downward in the figure. <Bimetal materials ( If the relation 4) point-contact member (22a) acts in a direction to cancel the convex shape of the mirror surface is pulled down). Thereby, the mutual forces cancel each other, and the mirror substrate (6) hardly bends.
[0057]
As an example of FIG. 6A, when using a mirror part whose mirror surface becomes concave as the temperature rises, phosphor bronze is used as the bimetal material (23), and a stainless steel thin plate is used as the bimetal material (24). can do. The thermal expansion coefficient relationship is phosphor bronze> stainless steel.
[0058]
FIGS. 6B and 6C are views showing a modification of the wavefront aberration correcting mirror of FIG. 6B is a cross-sectional view, and FIG. 6C is a plan view seen from the direction B of FIG. 6B.
[0059]
In the example of FIGS. 6B and 6C, the bimetal suppression structure (23, 24) is fixed outside the mirror fixing base (8a). That is, the bimetal restraining structure (23, 24) is fixed by the restraining structure fixing portion (3a), and therefore, the structure of FIGS. 6 (b) and 6 (c) is the same as FIG. 6 (a). The effect is obtained.
[0060]
(Fourth embodiment)
FIG. 7A is a diagram illustrating a configuration example of a wavefront aberration correcting mirror according to the fourth embodiment of the present invention. The basic structure of the wavefront aberration correcting mirror shown in FIG. 7A is the same as that of the wavefront aberration correcting mirror in which the mirror surface shown in FIGS. 12A and 12B is displaced.
[0061]
Referring to FIG. 7 (a), like the one shown in FIGS. 12 (a) and 12 (b), the mirror substrate (6) is provided with a mirror material (not shown), on the opposite side. An insulating layer (not shown) is attached to the surface. A common electrode (not shown) is attached below the insulating layer, and a piezoelectric material (2) having a piezoelectric polarity in one direction is attached below the common electrode. The electrode (5) is attached (here, the upper and lower representations are represented by the sectional view with the mirror surface of the mirror substrate (6) as the upper side). The mirror part having such a structure is fixed to the mirror fixing base (8) by the mirror fixing parts (3) at both ends.
[0062]
By the way, in the wavefront aberration correcting mirror of FIG. 7A, the point contact material (22) is fixed to the left and right individual electrode portions of the piezoelectric material (2) on the side opposite to the mirror surface of the mirror substrate (6). The cantilever bimetal restraining structure (23, 24) in which materials having different coefficients of thermal expansion are bonded together is fixed by the left and right restraining structure fixing portions (3a) via the point contact material (22). ing.
[0063]
In the structure of FIG. 7A, the temperature rises, and a force that causes the piezoelectric material (2) to extend laterally from the mirror substrate (6) (or force to contract laterally) is generated. Even if the surface is concave (or convex), the cantilever bimetal structure restraining structure is arranged, so that the force generated in the vertical direction of each figure works in the direction to cancel (the mirror surface becomes concave If the relationship between the thermal expansion coefficient is bimetal material (23) <bimetal material (24) so that the mirror part and the cantilevered bimetal structure extend upward, the point contact material (22) is Is applied to cancel the concave shape of the mirror surface, and when the mirror surface becomes convex, the coefficient of thermal expansion is such that the suppression structure (23, 24) of the same structure as the mirror portion contracts downward in the figure. Bimetal material (23)> Point contact member when the relationship of the metal material (24) (22) acts in a direction to cancel the convex shape of the mirror surface is pulled down). Thereby, the mutual forces cancel each other, and the mirror substrate (6) hardly bends.
[0064]
As an example of FIG. 7A, when using a mirror part whose mirror surface becomes concave as the temperature rises, stainless steel is used as the bimetal material (23), and a phosphor bronze thin plate is used as the bimetal material (24). can do. The thermal expansion coefficient relationship is phosphor bronze> stainless steel.
[0065]
FIGS. 7B and 7C are views showing a modification of the wavefront aberration correcting mirror of FIG. 7B is a cross-sectional view, and FIG. 7C is a plan view seen from the B direction in FIG. 7B. In the example of FIGS. 7B and 7C, the cantilever bimetal suppressing structure (23, 24) is fixed outside the mirror fixing base (8a). In other words, the cantilever bimetal restraining structure (23, 24) is fixed by the restraining structure fixing portion (3a), so that the structure shown in FIGS. ) Is obtained.
[0066]
(Fifth embodiment)
FIG. 8 is a diagram showing a configuration example of a wavefront aberration correcting mirror according to the fifth embodiment of the present invention. The basic structure of the wavefront aberration correcting mirror of FIG. 8 is the same as the example of the wavefront aberration correcting mirror in which the mirror surface shown in FIGS. 12A and 12B is displaced.
[0067]
Referring to FIG. 8, a mirror material (not shown) is attached to the mirror substrate (6), similar to that shown in FIGS. 12 (a) and 12 (b). An insulating layer (not shown) is attached. A common electrode (not shown) is attached below the insulating layer, and a piezoelectric material (2) having a piezoelectric polarity in one direction is attached below the common electrode. The electrode (5) is attached (here, the upper and lower representations are represented by the sectional view with the mirror surface of the mirror substrate (6) as the upper side). The mirror part having such a structure is fixed to the mirror fixing base (8) by the mirror fixing parts (3) at both ends.
[0068]
By the way, in the wavefront aberration correcting mirror of FIG. 8, the point contact material (22) is fixed to the left and right individual electrode portions of the piezoelectric material (2) on the side opposite to the mirror surface of the mirror substrate (6). A cantilevered bimetal restraining structure (23, 24) in which materials having different thermal expansion coefficients are bonded to each other through the contact material (22) is fixed to the arm (25). Further, the arm (25) is fixed to the mirror fixing base (8) via a rotatable point contact material (22b).
[0069]
In the structure of FIG. 8, even if the temperature rises, in addition to the effect described in FIG. 7A, the arm (25) is provided with a mirror fixing base (8) via a rotatable point contact material (22b). Since the arm rotates and follows the tilt correction mirror as shown in FIG. 14B, the arm can be deformed without any extra load.
[0070]
As an example of FIG. 8, when using a mirror part whose mirror surface becomes concave as the temperature rises, it is possible to use stainless steel as the bimetal material (23) and a thin sheet of phosphor bronze as the bimetal material (24). it can. The thermal expansion coefficient relationship is phosphor bronze> stainless steel. Moreover, an iron nickel alloy (Fe: Ni = 64: 36) with a small thermal expansion coefficient can be used for the arm.
[0071]
(Sixth embodiment)
FIG. 9A is a diagram illustrating a configuration example of a wavefront aberration correcting mirror according to the sixth embodiment of the present invention. The basic structure of the wavefront aberration correcting mirror in FIG. 9A is the same as that of the wavefront aberration correcting mirror in which the mirror surface shown in FIGS. 12A and 12B is displaced.
[0072]
Referring to FIG. 9 (a), like the one shown in FIGS. 12 (a) and 12 (b), the mirror substrate (6) is provided with a mirror material (not shown), on the opposite side. An insulating layer (not shown) is attached to the surface. A common electrode (not shown) is attached below the insulating layer, and a piezoelectric material (2) having a piezoelectric polarity in one direction is attached below the common electrode. The electrode (5) is attached (here, the upper and lower representations are represented by the sectional view with the mirror surface of the mirror substrate (6) as the upper side). The mirror part having such a structure is fixed to the mirror fixing base (8) by the mirror fixing parts (3) at both ends.
[0073]
By the way, in the wavefront aberration correcting mirror of FIG. 9A, on the side opposite to the mirror surface of the mirror substrate (6), it is curved in contact with the piezoelectric material (2) and bonded with materials having different thermal expansion coefficients. The bimetal restraining structure (23, 24) is fixedly provided by the restraining structure fixing portion (3a).
[0074]
In the structure of FIG. 9A, the temperature rises and a force is generated that causes the piezoelectric material (2) to extend, for example, laterally (or force to shrink laterally) from the mirror substrate (6). Even if the surface becomes concave (or convex), the bimetal structure restraining structure is arranged, so the force generated in the vertical direction of each figure works in the direction to cancel (when the mirror surface becomes concave) If the thermal expansion coefficient is set so that the mirror portion and the bimetal structure extend upward in the figure, the point contact portion on the upper surface of the bimetal is pushed upward and the mirror surface When the mirror surface is convex, the coefficient of thermal expansion is set so that the suppression structure (23, 24) having the same structure as the mirror portion contracts downward in the figure. ) <Baime If the relationship of Le material (24) is a point contact portion of the bimetal of the top surface acts in a direction to cancel the convex shape of the mirror surface is pulled down). Thereby, the mutual forces cancel each other, and the mirror substrate (6) hardly bends.
[0075]
As an example of FIG. 9A, when using a mirror part whose mirror surface becomes concave as the temperature rises, phosphor bronze is used as the bimetal material (23) and a stainless steel thin plate is used as the bimetal material (24). can do. The thermal expansion coefficient relationship is phosphor bronze> stainless steel.
[0076]
FIG. 9B is a diagram showing a modification of the wavefront aberration correcting mirror of FIG. 9A, and the bimetal suppression structure is in the shape of a cantilever beam divided into left and right. Referring to FIG. 9 (b), the mirror substrate (6) is curved on the side opposite to the mirror surface in contact with the individual electrode (5) of the piezoelectric material (2) and bonded with materials having different coefficients of thermal expansion. The cantilever bimetal restraining structure (23, 24) is fixed by the restraining structure fixing portion (3a), and thereby the same effect as in FIG. 9A is obtained.
[0077]
As an example of FIG. 9B, when using a mirror portion whose mirror surface becomes concave as the temperature rises, stainless steel is used as the bimetal material (23), and a phosphor bronze thin plate is used as the bimetal material (24). can do. The thermal expansion coefficient relationship is phosphor bronze> stainless steel.
[0078]
7A, 7B, 8C, 8B, and 9B, the bimetal structure is divided into left and right, and the individual electrodes of the piezoelectric material (2) are included. Since it is in contact with (5), if the material of the point contact material and bimetal is a conductive material, it can be used as an electrode for supplying a voltage to the individual electrode (5). The need for is gone.
[0079]
(Seventh embodiment)
FIG. 10A is a diagram illustrating a configuration example of a wavefront aberration correcting mirror according to the seventh embodiment of the present invention. The basic structure of the wavefront aberration correcting mirror of FIG. 10A is the same as that of the example of the wavefront aberration correcting mirror in which the mirror surface shown in FIGS. 12A and 12B is displaced.
[0080]
10A, the structure itself is the same as that shown in FIG. 6A, and the bimetal portion of FIG. 6A is a piezoelectric bimorph. The piezoelectric bimorph is composed of a piezoelectric material (26a) and a shim material (26b), and can be freely displaced in the vertical direction of the figure by an external voltage signal.
[0081]
In the structure shown in FIG. 10A, the temperature rises, and a force that causes the piezoelectric material (2) to extend laterally (or the force to shrink laterally) from the mirror substrate (6) is generated. Even if the surface becomes concave (or convex), if a voltage is applied to displace the piezoelectric bimorph in the opposite direction, the forces cancel each other and the mirror substrate (6) hardly bends. In this example, PZT can be used as the piezoelectric material, and beryllium copper can be used as the shim material.
[0082]
FIGS. 10B and 10C are views showing a modification of the wavefront aberration correcting mirror of FIG. 10A, FIG. 10B is a cross-sectional view, and FIG. 10C is the view of FIG. It is the top view seen from the B direction. In the configuration examples of FIGS. 10B and 10C, the piezoelectric bimorph (26) is fixed outside the mirror fixing base (8a). That is, the piezoelectric bimorph (26) is fixed by the restraining structure fixing portion (3b), and in this case, the same effect as that of FIG.
[0083]
(Eighth embodiment)
FIG. 11A is a diagram showing a configuration example of a wavefront aberration correcting mirror according to the eighth embodiment of the present invention. The basic structure of the wavefront aberration correcting mirror of FIG. 11A is the same as that of the example of the wavefront aberration correcting mirror in which the mirror surface shown in FIGS. 12A and 12B is displaced.
[0084]
The wavefront aberration correcting mirror of FIG. 11A has the same structure as that shown in FIG. 7A, and the cantilevered bimetal portion of FIG. 7A is a cantilever piezoelectric bimorph. ing. The piezoelectric bimorph is composed of a piezoelectric material (26a) and a shim material (26b), and can be freely displaced in the vertical direction of the figure by an external voltage signal.
[0085]
In the structure of FIG. 11A, the temperature rises, and a force that causes the piezoelectric material (2) to extend laterally (or force to shrink laterally) from the mirror substrate (6) is generated. Even if the surface becomes concave (or convex), if a voltage is applied to displace the piezoelectric bimorph in the opposite direction, the forces cancel each other and the mirror substrate (6) hardly bends. In this example, PZT can be used as the piezoelectric material, and beryllium copper can be used as the shim material.
[0086]
11 (b) and 11 (c) are views showing a modification of the wavefront aberration correcting mirror in FIG. 11 (a), FIG. 11 (b) is a cross-sectional view, and FIG. 11 (c) is a diagram in FIG. 11 (b). It is the top view seen from the B direction. 11B and 11C, the structure itself is the same as that shown in FIGS. 7B and 7C, and the cantilevered bimetal structure shown in FIGS. 7B and 7C is used. The part is a cantilever piezoelectric bimorph. That is, in the configuration examples of FIGS. 11B and 11C, the cantilever piezoelectric bimorph suppressing structure is fixed outside the mirror fixing base (8a). The piezoelectric bimorph is composed of a piezoelectric material (26a) and a shim material (26b), and can be freely displaced in the vertical direction of the figure by an external voltage signal.
[0087]
11B and 11C, the cantilever piezoelectric bimorph suppressing structure (26) is fixed by the suppressing structure fixing portion (3b) as in FIG. 7A. The effect is obtained. In this example, PZT can be used as the piezoelectric material, and beryllium copper can be used as the shim material.
[0088]
As mentioned above, although the structural example of this invention was shown, it cannot be overemphasized that every combination and application are possible for this invention not only in these structural examples. For example, in the configuration example described above, a piezoelectric bimorph structure in which a shim is sandwiched between piezoelectric materials is used, but two piezoelectric materials may be bonded together, or a piezoelectric material and a shim material may be bonded together. A piezoelectric unimorph may also be used. 6 to 9, bimetal has been used as the suppression structure. However, with respect to FIG. 9B, a single material is used instead of bimetal as long as the correction mirror has a concave mirror surface as the temperature rises. Even if it is used, since it extends in the direction of pushing up the mirror surface, the same effect can be obtained. For example, thin plates such as phosphor bronze, beryllium copper, and stainless steel can be used.
[0089]
Further, the wavefront aberration correcting mirror (10) and the rising mirror (13) are described as separate optical systems (optical pickups). However, the wavefront aberration correcting mirror may be directly used as the rising mirror. . Moreover, although the laser optical system (15) and the light detection optical system (16) have been described as separate examples, an optical system in which the laser optical system (15) and the light detection optical system (16) are integrated may be used. .
[0090]
As described above, the present invention is characterized in that a wavefront aberration correction mirror that corrects aberration by displacing the mirror surface of the mirror substrate is provided with a structure for suppressing deformation of the mirror substrate due to thermal expansion. Yes.
[0091]
According to the present invention, in the wavefront aberration correcting mirror, the structure for suppressing the deformation of the mirror substrate due to thermal expansion is in contact with the wavefront aberration correcting mirror at a point or in a state close to the point.
[0092]
In the wavefront aberration correcting mirror, the structure for suppressing deformation of the mirror substrate due to thermal expansion is the same as the mirror portion of the wavefront aberration correcting mirror, and the wavefront aberration correcting mirror is symmetrical with respect to the wavefront aberration correcting mirror. It is characterized by being arranged.
[0093]
According to the present invention, in the wavefront aberration correcting mirror, the structure for suppressing deformation of the mirror substrate due to thermal expansion has a bimetal structure.
[0094]
The wavefront aberration correcting mirror according to the present invention is characterized in that the bimetal structure is divided into left and right.
[0095]
Further, the present invention is characterized in that, in the wavefront aberration correcting mirror, an arm that supports a bimetal structure divided into right and left is rotatably supported in a state where the mirror fixing material and the point are close to the point.
[0096]
In the wavefront aberration correcting mirror, the bimetal structure divided into left and right also serves as an electrode.
[0097]
In the wavefront aberration correcting mirror, the bimetal structure is curved in a curved surface or a spherical shape.
[0098]
According to the present invention, in the wavefront aberration correcting mirror, the structure for suppressing deformation of the mirror substrate due to thermal expansion is a unimorph or bimorph piezoelectric element.
[0099]
In the wavefront aberration correcting mirror, the present invention is characterized in that a unimorph or bimorph piezoelectric element is divided into left and right.
[0100]
In the wavefront aberration correcting mirror, the structure for suppressing deformation of the mirror substrate due to thermal expansion is a single material, and is curved in a curved surface or a spherical shape.
[0101]
With the configuration as described above, the wavefront aberration correcting mirror of the present invention is less deformed with respect to temperature change, and the flatness of the mirror surface can be maintained in a good state.
[0102]
Moreover, the optical pickup of the present invention has an aberration correction unit for correcting the aberration of the laser beam on the optical axis of the laser beam, and the wavefront aberration correction mirror of the present invention described above is used as the aberration correction unit. It is characterized by that.
[0103]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the invention, in the wavefront aberration correction mirror that corrects aberration by displacing the mirror surface of the mirror substrate, the structure for suppressing deformation of the mirror substrate due to thermal expansion is provided. Since it is provided, even if thermal expansion occurs and a force that deforms the mirror substrate is generated, the suppression structure cancels it, and the change in the flatness of the mirror with respect to the temperature change can be reduced. (The effect of temperature on the flatness of the mirror can be reduced).According to the first aspect of the present invention, the structure for suppressing the deformation of the mirror substrate due to thermal expansion is the same as the mirror portion of the wavefront aberration correction mirror, and is arranged in line symmetry with respect to the wavefront aberration correction mirror. Therefore, the change in the flatness of the mirror with respect to the temperature change can be ideally reduced.
[0104]
According to a second aspect of the invention, in the wavefront aberration correcting mirror according to the first aspect, the structure for suppressing the deformation of the mirror substrate due to thermal expansion is in a state close to a point or a point with the wavefront aberration correcting mirror. Since they are in contact with each other, the change in the flatness of the mirror with respect to the temperature change can be reduced without obstructing the deformation of the wavefront aberration correcting mirror during the aberration correction.
[0106]
Also,Claim 3According to the described invention,The wavefront aberration correction mirror that corrects aberration by displacing the mirror surface of the mirror substrate is provided with a structure for suppressing deformation of the mirror substrate due to thermal expansion, so that thermal expansion occurs and deforms the mirror substrate. Even if a force is generated, the suppression structure cancels the change, and the change in the flatness of the mirror with respect to the temperature change can be reduced (the influence of the temperature on the flatness of the mirror can be reduced). . According to the invention of
[0107]
Also,Claim 3According to the described invention, BaSince the imetal structure is divided into left and right, according to the deformation of the aberration correction mirror, the change in flatness of the mirror with respect to temperature change can be reduced relatively easily by considering the combination and dimensions of the bimetal material, Furthermore, since it is divided into left and right, each can be finely adjusted.
According to a fourth aspect of the present invention, in the wavefront aberration correcting mirror according to the third aspect, the structure for suppressing deformation of the mirror substrate due to thermal expansion is in a state close to a point or a point with the wavefront aberration correcting mirror. Since they are in contact with each other, the change in the flatness of the mirror with respect to the temperature change can be reduced without obstructing the deformation of the wavefront aberration correcting mirror during the aberration correction.
[0108]
Also,Claim 5According to the described invention,
[0109]
Also,Claim 6According to the described invention,Any one of
[0110]
Also,Claim 7According to the described invention,Claims 3 to 5In the wavefront aberration correcting mirror according to any one of the above, since the bimetal structure is curved in a curved surface or a spherical shape, the flatness of the mirror with respect to temperature change is not required without particularly requiring a point contact material. Change can be reduced.
According to the eighth aspect of the present invention, the wavefront aberration correction mirror that corrects aberration by displacing the mirror surface of the mirror substrate is provided with a structure for suppressing deformation of the mirror substrate due to thermal expansion. Even if a thermal expansion occurs and a force that deforms the mirror substrate is generated, the suppression structure cancels the change, and the change in the flatness of the mirror with respect to the temperature change can be reduced (the mirror change due to the temperature) Can reduce the impact on flatness). According to the eighth aspect of the present invention, since the structure for suppressing the deformation of the mirror substrate due to thermal expansion has a bimetal structure, a combination of bimetallic materials according to the deformation of the aberration correction mirror. Considering the dimensions and dimensions, the change in the flatness of the mirror with respect to the temperature change can be reduced relatively easily. According to the invention described in
[0113]
Also,Claim 9According to the described invention,The wavefront aberration correction mirror that corrects aberration by displacing the mirror surface of the mirror substrate is provided with a structure for suppressing deformation of the mirror substrate due to thermal expansion, so that thermal expansion occurs and deforms the mirror substrate. Even if a force is generated, the suppression structure cancels the change, and the change in the flatness of the mirror with respect to the temperature change can be reduced (the influence of the temperature on the flatness of the mirror can be reduced). . According to the invention of
[0114]
Also,Claim 10According to the invention described above, the aberration correction unit that corrects the aberration of the laser beam is provided on the optical axis of the laser beam, and the aberration correction unit includes:Claim 9Since the optical pickup is characterized by using the wavefront aberration correcting mirror according to any one of the above, an optical pickup that is resistant to temperature changes can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a wavefront aberration correcting mirror according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view for explaining deformation of a mirror substrate due to thermal expansion.
FIG. 3 is a view showing a case where the same material (for example, piezoelectric material) having the same shape is provided on the opposite side of the mirror substrate (6).
FIG. 4 is a diagram showing a case where a substrate having substantially the same thermal expansion coefficient as that of the piezoelectric material (2) is used as the mirror substrate (6).
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of a wavefront aberration correction mirror according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of a wavefront aberration correcting mirror according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of a wavefront aberration correcting mirror according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of a wavefront aberration correcting mirror according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of a wavefront aberration correcting mirror according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of a wavefront aberration correcting mirror according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example of a wavefront aberration correction mirror according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a wavefront aberration correcting mirror in which a mirror surface is displaced.
FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration example of an optical pickup.
FIG. 14 is a diagram for explaining wavefront aberration.
FIG. 15 is a diagram for explaining a conventional technique.
FIG. 16 is a diagram for explaining a conventional technique.
FIG. 17 is a diagram for explaining a conventional technique.
FIG. 18 is a diagram showing CV and DVD discs.
FIG. 19 is a diagram showing a surface of a reflective film by contour lines.
FIG. 20 is a diagram for explaining a shape deformation for wavefront aberration correction.
[Explanation of symbols]
1 Mirror material
2 Piezoelectric materials
3 Mirror fixing part
3a Suppression structure fixing part
3b Suppression structure fixing part
4 Common electrode
5 Individual electrodes
6 Mirror substrate
7 Insulation layer
8 Mirror fixing base
8a Mirror fixing base
10 Wavefront aberration correction mirror
11 Optical disc
12 Objective lens and objective optical system
13 Launch mirror
14 Polarizing beam splitter
15 Laser element and laser optical system
16 Photodetection element and photodetection optical system
21 Suppression structure
22 point contact material
22a Point contact material
22b Point contact material
23 Bimetallic materials
24 Bimetallic materials
25 arms
26 Piezoelectric bimorph
26a Piezoelectric material for bimorphs
26b Shim material for bimorph
101a, 101b Objective lens
102a, 102b disc
103a, 103b Spot (coma aberration)
108 Recording layer
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