レンズ駆動装置および光ピックアップ装置
【課題】 駆動機構の構成が極めて簡素で、且つ、発熱の惧れがなく、さらに、低振動、低消費電力、低騒音を実現できるレンズ駆動装置を提供する。
【解決手段】 駆動源として高分子アクチュエータ１２０を用いる。高分子アクチュエータ１２０は、ゲル電極層とゲル電解質層が積層して構成されており、両ゲル電極間に電位を印加することにより、イオンの局在が生じ、電気的引力または斥力が発生する。この力によって、フィルム面に垂直な方向に変形する。高分子アクチュエータ１２０の両端はハウジング４００のフィルム装着部４２１に固着されている。高分子アクチュエータ１２０上には、ガイドシャフト２２３に変位可能に支持されたレンズホルダー２２１の底面が固着されている。電位の印加によって高分子アクチュエータ１２０が湾曲すると、レンズホルダー２２１が光軸方向に駆動される。
【解決手段】 駆動源として高分子アクチュエータ１２０を用いる。高分子アクチュエータ１２０は、ゲル電極層とゲル電解質層が積層して構成されており、両ゲル電極間に電位を印加することにより、イオンの局在が生じ、電気的引力または斥力が発生する。この力によって、フィルム面に垂直な方向に変形する。高分子アクチュエータ１２０の両端はハウジング４００のフィルム装着部４２１に固着されている。高分子アクチュエータ１２０上には、ガイドシャフト２２３に変位可能に支持されたレンズホルダー２２１の底面が固着されている。電位の印加によって高分子アクチュエータ１２０が湾曲すると、レンズホルダー２２１が光軸方向に駆動される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ駆動装置および光ピックアップ装置に関し、特に、収差補正またはチルト補正の際に用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
ディスクの厚み誤差や半導体レーザの波長変動等によって、光ピックアップ装置からディスク上に収束される収束光上に球面収差等の波面収差が生じる。この問題は、青紫レーザ光を用いた次世代ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等、使用レーザ光の短波長化が進むにつれて、より顕著となる。
【０００３】
かかる問題の解決手法として、これまで種々の手法が検討・提案されている。
【０００４】
たとえば、以下の特許文献１では、半導体レーザから対物レンズまでの間の光路中に収差補正用レンズを配し、このレンズをモータにて光軸方向に駆動するようにしている。また、特許文献２では、かかる収差補正用レンズを、コイルとマグネットによるボイスコイル駆動アクチュエータにて駆動するようにしている。
【０００５】
収差補正用レンズを光軸方向に駆動すると、対物レンズに入射するレーザ光の広がり角が変更され、収束光上の収差発生状態が変わる。ディスク上における収束光の収差を打ち消すよう、収差補正レンズを駆動制御することにより、収差補正を行うことができる。
【特許文献１】特開２００３−９１８４７号公報
【特許文献２】特開２００３−１６６６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記従来技術によれば、モータ、リードスクリュー等の機構部、あるいは、コイル、マグネット等の機構部が必要となるため、駆動機構の構成が複雑、且つ、大掛かりなものになるとの問題が生じる。また、モータ等からの発熱・振動等がピックアップ装置の性能に悪影響を与える惧れもある。
【０００７】
そこで、本発明は、駆動機構の構成が極めて簡素で、且つ、発熱の惧れがなく、さらに、低振動、低消費電力、低騒音を実現できるレンズ駆動装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明に係るレンズ駆動装置は、所定方向に変位可能にレンズを支持するレンズ支持手段と、サーボ電圧の印加によって前記レンズ支持手段に駆動力を付与する駆動手段とを備え、さらに、前記駆動手段は、前記サーボ電圧の印加によりイオンが移動および局在することによって発生する電気的引力または斥力により変形する構造体と、当該構造体の変形を、駆動力として前記レンズ支持手段に伝達する伝達手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
第２の発明は、前記第１の発明に係るレンズ駆動装置において、前記構造体は、前記イオンが移動および局在することによって発生する電気的引力または斥力により平面に垂直な方向に湾曲するフィルム状構造体によって構成され、前記伝達手段は、前記フィルム状構造体の湾曲方向が前記レンズの駆動方向に沿うよう前記フィルム状構造体をベースに配置するとともに、前記フィルム状構造体の両端を前記ベースに固着し、さらに、湾曲中央部分を前記レンズ支持手段の駆動力被伝達部に固着するようにして構成されていることを特徴とする。
【００１０】
第３の発明は、前記第１の発明に係るレンズ駆動装置において、前記構造体は、前記イオンが移動および局在することによって発生する電気的引力または斥力により長手方向の寸法が変位する構造体によって構成され、前記伝達手段は、前記構造体の長手方向の一端が固着されるシリンダーと、当該シリンダーに沿って摺動するとともに前記構造体の長手方向の他端が固着された可動体とを備えるアクチュエータをベースに固着し、さらに、前記可動部を前記レンズ支持手段の駆動力被伝達部に固着するようにして構成されていることを特徴とする。
【００１１】
第４の発明は、前記第１乃至第３の何れかの発明に係るレンズ駆動装置において、前記構造体は、前記イオンの局在により電気的引力または斥力を発生する変形可能なゲル電極層と、前記イオンを保持するゲル電解質層とを具備することを特徴とする。
【００１２】
第５の発明は、前記第１乃至第４の何れかの発明に係るレンズ駆動装置において、前記レンズ支持手段は、記録媒体上に収束される収束光の収差を補正するためのレンズを収差補正方向に変位可能に支持することを特徴とする。
【００１３】
第６の発明は、レンズを支持するレンズ支持手段と、サーボ電圧の印加によって前記レンズ支持手段に駆動力を付与する駆動手段とを備え、前記駆動手段は、前記サーボ電圧の印加によりイオンが移動および局在することによって発生する電気的引力または斥力により変形する構造体と、当該構造体の変形を、駆動力として前記レンズ支持手段に伝達する伝達手段とを有することを特徴とする。
【００１４】
第７の発明は、前記第６の発明に係るレンズ駆動装置において、前記レンズ支持手段は、記録媒体上に光を収束するための対物レンズを変位可能に支持するとともに、サーボ電圧の印加によって対物レンズを駆動する対物レンズ駆動アクチュエータであることを特徴とする。
【００１５】
第８の発明は、前記第７の発明に係るレンズ駆動装置において、前記構造体は、前記イオンが移動および局在することによって発生する電気的引力または斥力により平面に垂直な方向に湾曲する一対のフィルム状構造体によって構成され、前記伝達手段は、前記フィルム状構造体の湾曲方向が前記対物レンズのチルト補正方向に沿うよう前記一対のフィルム状構造体をそれぞれベースに配置するとともに、前記フィルム状構造体の両端を前記ベースに固着し、さらに、湾曲中央部分を前記対物レンズ駆動アクチュエータの基部に固着するようにして構成されていることを特徴とする。
【００１６】
第９の発明は、前記第８の発明に係るレンズ駆動装置において、前記一対のフィルム状構造体は、それぞれその両端部がベースに懸架され、その上に前記対物レンズ駆動アクチュエータが載置されていることを特徴とする。
【００１７】
第１０の発明は、上記第１乃至第９のうち何れか一項に記載のレンズ駆動装置を内蔵した光ピックアップ装置である。
【００１８】
本発明の特徴は、以下に示す実施形態の説明により更に明らかとなろう。
【００１９】
なお、本発明における「構造体」は、実施形態において「高分子フィルム」として示されている。
【００２０】
また、上記第２の発明は「実施例２」として具体化され、上記第３の発明は「実施例１」として具体化され、上記第７乃至第９の発明は「実施例３」として具体化されている。
【００２１】
但し、以下の実施形態は、本発明の一つの実施形態を例示するものであって、本発明ないし各構成要件の用語の意義を何ら制限するものではない。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、サーボ電圧の印加によってそれ自身の形状寸法が変位する構造体を駆動手段として用いるものであるため、モータ、リードスクリュー、コイル、マグネット等のアクチュエータが不要となり、レンズ駆動機構を単純・簡素なものとすることができる。
【００２３】
また、この構造体は、発熱や機械的振動が殆ど生じないため、駆動手段からの熱や振動によってピックアップ装置の特性が悪化するといった問題が生じることもない。さらに、この構造体は、消費電力が小さく、また、駆動時に騒音が殆ど生じないためレンズ駆動装置の低消費電力化、低騒音化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。
【００２５】
図１に、駆動源となる高分子フィルムの断面構造を示す。図示の如く、高分子フィルムは、ゲル電極層、ゲル電解質層が積層された構造となっている。なお、高分子フィルムの平面形状は、同図左右方向を長手方向とする細長い長方形となっている。
【００２６】
以下に、まず、ゲル電極層およびゲル電解質層の構造および特性について説明する。
【００２７】
一般に、ゲルは、高分子鎖の網目構造が大きな、弾性力のある高分子であり、その高分子鎖の網目構造の中に液体分子などを保持できる特性がある。ここで、高分子鎖に電荷があり、網目構造中に逆電荷を有する液体分子（イオン）があれば、当該イオンがゲル中で安定に保持されたイオン含有ゲルは、ゲル電解質となる。また、このゲル電解質の高分子の網目構造の中に、導電性を有する微粒子であるカーボン系微粒子を混合することにより、当該ゲル電解質はゲル電極となり、つまり、ゲル自体が電極のような導電性を有することとなる。
【００２８】
なお、ゲル電解質やゲル電極の形成に適する代表的な高分子として、ポリビリニデンフルオライドーヘキサフルオロプロピレン共重合体がある。また、高分子中の含有イオンには、常温・常圧中で安定なイオン性液体が適しており、その代表的なものとして、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルフォニル）イミド、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルフォニル）イミド、および、１−（４−アクリロイルオキシブチル）−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロフォスフェイトがある。さらに、ゲル電解質への導電性付与に適したカーボン系微粒子素材として、カーボンナノチューブ、グラファイト、フラーレンがある。
【００２９】
図１に示す高分子フィルムの積層構造は、何れもゲル電極、ゲル電解質、ゲル電極の順に、キャストと乾燥を繰り返すことにより作成される。また、電圧は両ゲル電極層に印加される。
【００３０】
高分子フィルムの両電極層に電圧が印加されると、ゲル電解質層内に保持されているイオンが、その極性により一方のゲル電極層内の、特にカーボン微粒子表面近傍に移動して局在するため、表面電荷と周囲の荷電高分子との電気的引力または斥力により、隣接するカーボン微粒子どうしの距離が増減する。その結果、当該ゲル電極層が伸縮する。一方、他方のゲル電極層内からはイオンがゲル電解質側に移動するため、内在するカーボン微粒子表面の電荷が減少し、微粒子周囲の荷電高分子との電気的引力または斥力により、やはり隣接するカーボン微粒子どうしの距離が増減する。その結果、当該ゲル電極層は、やはり伸縮する。ただし、その伸縮挙動は他方のゲル電極層の伸縮挙動と逆になる。
【００３１】
つまり、高分子フィルムの両電極層に電圧が印加されると、一方のゲル電極層が伸び、他方のゲル電極層が縮み、その結果、高分子フィルム全体が屈曲することとなる。この際、ゲル電極層もゲル電極層の伸縮に伴い屈曲するが、伸縮することはない。
【００３２】
図１に示す高分子フィルムは、かかるゲル電極層の特性を利用して構成されたものである。
【００３３】
図１に示された２つの積層パターンのうち、(1)のパターンでは、各ゲル電極層の伸縮に応じて、高分子フィルム全体が円弧形状に変形（湾曲）し、これにより、高分子フィルムは、その中央部が、上下方向（パターン(1)上に付された矢印方向）に変位する。
【００３４】
(2)のパターンは、上下両面のゲル電極層をそれぞれ２つに分割して形成し、逆極性の電位を印加するように配線したものである。このパターンでは、電位を印加すると、高分子フィルムは全体として蛇腹のような形状（パターン(2)上に付された波形状）に変形する。その結果、高分子フィルムは、長手方向および上下方向に伸縮する。
【００３５】
図１には、高分子フィルムの構成に加えて、各層に電位を印加するための回路構成を重ねて示してある。印加する電位を増減すると、これに応じて、高分子フィルムの変位量が変化する。以下に示すレンズ駆動装置では、印加される電位の大きさを調整することで、高分子フィルムの変位量を変化させ、これにより、レンズの駆動量が調整される。
【００３６】
なお、ゲル電極層およびゲル電解質層からなる積層構造および素材の製造プロセスについては、たとえば、（社）計測自動制御学会 第５回 システムインテグレーション部門 講演論文集 ６５７−６５８ページおよびSciense ３００，２０７２（２００３）にも記載されている。
【実施例１】
【００３７】
図２に、本実施例にて用いられる高分子アクチュエータ（シリンダタイプ）の構成を示す。図示の如く、高分子アクチュエータ１００は、高分子フィルム１０１、シリンダー１０２、摺動部材１０３、シリンダキャップ１０４から構成されている。
【００３８】
高分子フィルム１０１は、電位を印加することによって長手方向の外形寸法が変化する導電性高分子フィルムであり、本実施例では、上記図１に示すパターンのうち、パターン(2)の高分子フィルムが用いられている。かかる高分子フィルム１０１の両端部には接合治具が配されており、両面部のゲル電極層の一方に電位を供給するための電位供給端子を兼ねるものとなっている。
【００３９】
シリンダー１０２は、円筒形の筒とその底部を閉塞する底蓋から構成されており、このうち底蓋には、高分子フィルム１０１の端部に配された接合治具（電位供給端子）が接合される接合部（端子）が配されている。
【００４０】
摺動部材１０３は、所定の厚みを有する円形状の板体からなっており、かかる摺動部材１０３の裏面側には、高分子フィルム１０１の端部に配された接合治具が接合される接合部（図示せず）が配され、また、上面側には、円柱状の可動部１０３ａが形成されている。なお、摺動部材１０３の外径は、シリンダー１０２の内径よりもやや小さくなっている。
【００４１】
シリンダキャップ１０４は、シリンダー１０２の上部を閉塞するキャップであって、その上面に、可動部１０３が挿入される軸受け１０４ａが形成されている。
【００４２】
高分子アクチュエータのアセンブル時には、まず、高分子フィルム１０１の一端に配された接合治具（電位供給端子）をシリンダー１０２の底蓋に配された接合部（端子）に接合し、他端に配された接合治具を摺動部材１０３の裏面に配された接合部に接合する。そして、底蓋を、シリンダー１０２の筒の底部に固着した後、摺動部材１０３をシリンダー１０２内に収容し、さらに、可動部１０３ａを軸受け１０４ａに挿入しながら、シリンダキャップ１０４をシリンダー１０２の上部に固着する。
【００４３】
このようにしてアセンブルされた高分子アクチュエータ１００の構成を図３に示す。
【００４４】
かかる導電性アクチュエータ１００に接合治具（電位供給端子）を介して電位を印加すると、シリンダー１０２内に収容された高分子フィルム１０１が、印加電位の大きさに応じた寸法に伸縮する。これにより、摺動部材１０３が軸受け１０４ａに案内されながらシリンダー１０２内を変位し、その上面に形成された可動部１０３ａが上下方向に駆動される。
【００４５】
図４ないし図６は、かかる高分子アクチュエータ１００を駆動源として用いたレンズ駆動装置の構成例を示すものである。なお、当該レンズ駆動装置は、光ピックアップ装置内に配された収差補正用レンズを駆動するものである。
【００４６】
図４は、当該レンズ駆動装置の要部構成を示す図（分解斜視図）である。
【００４７】
図示の如く、当該レンズ駆動装置においては、一対の収差補正用レンズ（可動レンズ３０１、固定レンズ３０２）のうち、可動レンズ３０１を保持して駆動するためのレンズホルダー２０１が準備されている。かかるレンズホルダー２０１には、開口が形成されており、この開口に可動レンズ３０１が装着される。また、レンズホルダー２０１には、孔２０２が形成されており、この孔２０２に、高分子アクチュエータ１００の可動部１０３ａが嵌入固着される。さらに、レンズホルダー２０１の端部にはガイド溝２０３が形成されており、このガイド溝２０３にガイドシャフト２０４が挿入されることにより、レンズホルダー２０１が、ガイドシャフト１０４ａに移動方向に変位可能に支持される。
【００４８】
図５は、図４に示す各部材をアセンブルした状態を示す図である。
【００４９】
同図に示す状態において、高分子アクチュエータ１００に電圧を印加し、可動部１０３ａを駆動すると、レンズホルダー２０１が、ガイドシャフト２０４に案内されて、同図の矢印方向に変位される。これにより、可動レンズ３０１が光軸方向に変位し、可動レンズ３０１と固定レンズ３０２間の距離が変動する。
【００５０】
ここで、可動レンズ３０１と固定レンズ３０２は、一方が凹レンズ、他方が凸レンズとなっている。よって、高分子アクチュエータ１００の駆動によって両レンズ間の距離が変動すると、これら２つのレンズを透過した後のレーザ光の広がり角が、かかる距離変動に応じて変化するようになる。
【００５１】
図６は、当該レンズ駆動装置を光ピックアップ装置のハウジング４００に装着した状態を示すものである。
【００５２】
図示の如く、高分子アクチュエータ１００は、ハウジング４００の凹部に配されたシリンダー装着部４０１に装着され、また、ガイドシャフト２０４は、当該凹部に配されたガイドシャフト装着部４０２に装着されている。さらに、固定レンズ３０２は、可動レンズ３０１に対向するようにして、ハウジング４００の凹部に装着されている。
【００５３】
さらに、ハウジング４００の凹部には、半導体レーザ３０３と、ビームスプリッタ３０４と、ミラー３０５と、収束レンズ３０６と、光検出器を保持する基板３０７が装着されている。この他、ハウジング４００上には、対物レンズをフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動する対物レンズ駆動アクチュエータ（図示せず）が装着されている。
【００５４】
半導体レーザ３０３から出射されたレーザ光はビームスプリッタ３０４を透過した後、固定レンズ３０２と可動レンズ３０１によって広がり角が調整される。しかる後、ミラー３０５によって上方に反射され、対物レンズ駆動アクチュエータ（図示せず）の対物レンズによってディスク上に収束される。
【００５５】
ディスクから反射されたレーザ光は、上記光路を逆行し、ビームスプリッタ３０４に入射される。そして、ビームスプリッタ３０４によって反射された光は、収束レンズ３０６によって、基板３０７に配備された光検出器上に収束される。
【００５６】
記録または再生動作時には、高分子アクチュエータ１００に、収差補正用のサーボ信号（電位信号）が印加され、可動レンズ３０１が光軸方向に変位される。これにより、対物レンズに入射されるレーザ光の広がり角が変更され、ディスク上における収束光の収差が補正される。
【００５７】
本実施例によれば、駆動源として高分子アクチュエータ１００を用いたことにより、モータ、リードスクリュー、コイル、マグネット等の大掛かりなアクチュエータが不要となり、図６に示すように、レンズ駆動機構を極めてシンプルな構成とすることができる。
【００５８】
また、この高分子アクチュエータ１００内に収容される高分子フィルムは、発熱や機械的振動が殆ど生じないため、駆動源からの熱や振動によってピックアップ装置の特性が悪化するといった問題が生じることはなく、さらに、この高分子フィルムは、消費電力が小さく、また、駆動時に騒音が殆ど生じないため、レンズ駆動装置ないし光ピックアップ装置の低消費電力化、低騒音化を図ることができる。
【実施例２】
【００５９】
図７に、本実施例に係るレンズ駆動装置の要部構成を示す。なお、本実施例に係るレンズ駆動装置は、上記実施例１と同様、光ピックアップ装置内に配された収差補正用レンズを駆動するものである。
【００６０】
図示の如く、かかるレンズ駆動装置においては、駆動源として、フィルムタイプの高分子アクチュエータ１２０が用いられている。かかる高分子アクチュエータ１２０は、電位を印加すると、フィルム面に垂直な方向に全体が円弧形状に変形（湾曲）する導電性高分子フィルムにより構成されており、上記図１に示すパターンのうち、パターン(1)の高分子フィルムが用いることができる。
【００６１】
なお、かかる高分子アクチュエータ１２０の一方の端部には、高分子フィルムの導電性高分子材料層と固体電解質層に電位を供給するための接合端子１２１が配備されている。また、高分子アクチュエータ１２０は中央部が階段状に幅広になっており、この幅広部１２２に可動レンズ３０１に光を導くための開口が形成されている。
【００６２】
図７に示す如く、本実施例に係るレンズ駆動装置においては、可動レンズ３０１を保持して駆動するためのレンズホルダー２２１が準備されている。レンズホルダー２２１は、その側面が、高分子アクチュエータ１２０の幅広部１２２の側面に固着されている。レンズホルダー２２１には、その中央部近傍に開口が形成されており、この開口に可動レンズ３０１が装着されている。また、レンズホルダー２１１には、対角線方向に２つの孔２２２が形成されており、これら孔２２２に、それぞれガイドシャフト２２３が挿入されることにより、レンズホルダー２２１が、同図中の矢印方向に変位可能に支持される。
【００６３】
図８は、当該レンズ駆動装置を光ピックアップ装置のハウジング４００に装着した状態を示すものである。
【００６４】
図示の如く、ハウジング４００の凹部には、一対のフィルム装着部４２１が配されている。このうち、一方のフィルム装着部４２１の溝内には、高分子アクチュエータ１２０の端部に配備された接合端子１２１と電気的に接合する接合端子が配備されている。高分子アクチュエータ１２０は、両側端部が、フィルム装着部４２１の溝に挿入された状態で、フィルム装着部４１１に固着されている。
【００６５】
ガイドシャフト２２３は、上記図７を参照して説明したように、レンズホルダー２２１の孔２２２に挿入され、凹部に配されたガイドシャフト装着部４２２に装着される。さらに、可動レンズ３０１に対向するようにして、固定レンズ３０２がハウジング４００の凹部に装着されている。その他の構成は、上記実施例１における図６と同様である。
【００６６】
同図に示す状態において、高分子アクチュエータ１２０に電圧を印加し、高分子アクチュエータ１２０をフィルム面に垂直な方向に変形（湾曲）させると、レンズホルダー２２１が、ガイドシャフト２２３に案内されて変位される。これにより、可動レンズ３０１が光軸方向に変位し、可動レンズ３０１と固定レンズ３０２間の距離が変動する。上記の如く、可動レンズ３０１と固定レンズ３０２は、一方が凹レンズ、他方が凸レンズとなっているため、このようにして両レンズ間の距離が変動すると、これら２つのレンズを透過した後のレーザ光の広がり角は、かかる距離変動に応じて変化するようになる。
【００６７】
記録または再生動作時には、高分子アクチュエータ１２０に、収差補正用のサーボ信号（電位信号）が印加され、可動レンズ３０１が光軸方向に変位される。これにより、対物レンズに入射されるレーザ光の広がり角が変更され、ディスク上における収束光の収差が補正される。
【００６８】
本実施例によれば、上記実施例１と同様、レンズ駆動機構を極めてシンプルな構成とすることができる。また、駆動源からの熱や振動によってピックアップ装置の特性が悪化するといった問題が生じることはなく、さらに、低消費電力化、低騒音化を図ることができる。
【実施例３】
【００６９】
上記実施例１および2に係るレンズ駆動装置は、光ピックアップ装置内に配された収差補正用レンズを駆動するものであったが、本実施例に係るレンズ駆動装置は、対物レンズをチルト方向に駆動するものである。
【００７０】
図９に、本実施例に係るレンズ駆動装置の構成例を示す。
【００７１】
図示の如く、本実施例では、一対の高分子アクチュエータ１３０が互いに平行となるように配置され、この高分子アクチュエータ１３０上に、対物レンズ駆動アクチュエータ５００が載置された状態で装着される。
【００７２】
ここで、高分子アクチュエータ１３０は、電位を印加すると、フィルム面に垂直な方向に全体が円弧形状に変形（湾曲）する導電性高分子フィルムにより構成されており、上記図１に示すパターンのうち、パターン(1)の高分子フィルムを用いることができる。
【００７３】
高分子アクチュエータ１３０は、対物レンズ駆動アクチュエータ５００を載置し得るだけの物理的強度と、変形により対物レンズ駆動アクチュエータを変位させ得るだけの駆動力特性を有するものとして構成されている必要がある。
【００７４】
なお、一対の高分子アクチュエータ１３０は、同一のものを２つ準備してもよく、逆極性の同一電位を印加すると同一ストロークだけ逆方向に変形（湾曲）する。それぞれの高分子アクチュエータ１３０に対し、極性を反転させながら、サーボ信号（電位）を印加する。これにより、対物レンズ駆動アクチュエータ５００の中央部が、高分子アクチュエータ１３０の変形に応じてそれぞれ逆方向に変位し、これにより、対物レンズ５０２がチルト方向にローリングするようになる。
【００７５】
なお、一対の高分子アクチュエータ１３０は、たとえば、上記ハウジング４００上に懸架されるようにして、ハウジング４００上に配された支持部（図示せず）に装着される。その後、対物レンズ駆動アクチュエータ５００のベースに形成された一対の鍔部５０１を、それぞれ対応する高分子アクチュエータ１３０の中央部に載置して、鍔部５０１が高分子アクチュエータ１３０上に固着される。
【００７６】
記録または再生動作時には、高分子アクチュエータ１３０に、チルト補正用のサーボ信号（電位信号）が印加され、対物レンズ駆動アクチュエータ５００がチルト方向にローリングされる。これにより、対物レンズ５０２によって収束される収束光の光軸が傾き、ディスク上における光軸のチルトエラーが補正される。
【００７７】
本実施例によれば、図９に示す如く、チルト補正のためのレンズ駆動機構を極めてシンプルな構成とすることができる。また、チルト駆動時に高分子アクチュエータ１３０から熱や振動が発生することがないため、駆動源からの熱や振動によってピックアップ装置の特性が悪化するといった問題が生じることもない。さらに、高分子アクチュエータ１３０は消費電力が小さく騒音も殆どないため、ピックアップ装置の低消費電力化、低騒音化を図ることもできる。
【００７８】
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、他に種々の変更が可能であることは言うまでもない。本発明の実施形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】実施の形態に係る高分子フィルムの構造を示す図
【図２】実施例１に係る高分子アクチュエータの構成を示す図
【図３】実施例１に係る高分子アクチュエータの構成を示す図
【図４】実施例１に係るレンズ駆動装置の要部構成を示す図
【図５】実施例１に係るレンズ駆動装置の要部構成を示す図
【図６】当該レンズ駆動装置を光ピックアップに装着した状態を示す図
【図７】実施例２に係るレンズ駆動装置の要部構成を示す図
【図８】当該レンズ駆動装置を光ピックアップに装着した状態を示す図
【図９】実施例３に係るレンズ駆動装置の要部構成を示す図
【符号の説明】
【００８０】
１００ 高分子アクチュエータ（シリンダタイプ）
１０１ 高分子フィルム
１０２ シリンダー
１０３ 摺動部材
１０３ａ 可動部
１１０ 高分子アクチュエータ（フィルムタイプ）
１２０ 高分子アクチュエータ（フィルムタイプ）
１３０ 高分子アクチュエータ（フィルムタイプ）
２０１ レンズホルダー
２０２ 孔
２０３ ガイド溝
２０４ ガイドシャフト
３０１ 可動レンズ
４０１ シリンダー装着部
４０２ ガイドシャフト装着部
２２１ レンズホルダー
２２２ 孔
２２３ ガイドシャフト
４２１ フィルム装着部
４２２ ガイドシャフト装着部
５００ 対物レンズ駆動アクチュエータ
５０１ 鍔部
５０２ 対物レンズ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ駆動装置および光ピックアップ装置に関し、特に、収差補正またはチルト補正の際に用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
ディスクの厚み誤差や半導体レーザの波長変動等によって、光ピックアップ装置からディスク上に収束される収束光上に球面収差等の波面収差が生じる。この問題は、青紫レーザ光を用いた次世代ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等、使用レーザ光の短波長化が進むにつれて、より顕著となる。
【０００３】
かかる問題の解決手法として、これまで種々の手法が検討・提案されている。
【０００４】
たとえば、以下の特許文献１では、半導体レーザから対物レンズまでの間の光路中に収差補正用レンズを配し、このレンズをモータにて光軸方向に駆動するようにしている。また、特許文献２では、かかる収差補正用レンズを、コイルとマグネットによるボイスコイル駆動アクチュエータにて駆動するようにしている。
【０００５】
収差補正用レンズを光軸方向に駆動すると、対物レンズに入射するレーザ光の広がり角が変更され、収束光上の収差発生状態が変わる。ディスク上における収束光の収差を打ち消すよう、収差補正レンズを駆動制御することにより、収差補正を行うことができる。
【特許文献１】特開２００３−９１８４７号公報
【特許文献２】特開２００３−１６６６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記従来技術によれば、モータ、リードスクリュー等の機構部、あるいは、コイル、マグネット等の機構部が必要となるため、駆動機構の構成が複雑、且つ、大掛かりなものになるとの問題が生じる。また、モータ等からの発熱・振動等がピックアップ装置の性能に悪影響を与える惧れもある。
【０００７】
そこで、本発明は、駆動機構の構成が極めて簡素で、且つ、発熱の惧れがなく、さらに、低振動、低消費電力、低騒音を実現できるレンズ駆動装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明に係るレンズ駆動装置は、所定方向に変位可能にレンズを支持するレンズ支持手段と、サーボ電圧の印加によって前記レンズ支持手段に駆動力を付与する駆動手段とを備え、さらに、前記駆動手段は、前記サーボ電圧の印加によりイオンが移動および局在することによって発生する電気的引力または斥力により変形する構造体と、当該構造体の変形を、駆動力として前記レンズ支持手段に伝達する伝達手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
第２の発明は、前記第１の発明に係るレンズ駆動装置において、前記構造体は、前記イオンが移動および局在することによって発生する電気的引力または斥力により平面に垂直な方向に湾曲するフィルム状構造体によって構成され、前記伝達手段は、前記フィルム状構造体の湾曲方向が前記レンズの駆動方向に沿うよう前記フィルム状構造体をベースに配置するとともに、前記フィルム状構造体の両端を前記ベースに固着し、さらに、湾曲中央部分を前記レンズ支持手段の駆動力被伝達部に固着するようにして構成されていることを特徴とする。
【００１０】
第３の発明は、前記第１の発明に係るレンズ駆動装置において、前記構造体は、前記イオンが移動および局在することによって発生する電気的引力または斥力により長手方向の寸法が変位する構造体によって構成され、前記伝達手段は、前記構造体の長手方向の一端が固着されるシリンダーと、当該シリンダーに沿って摺動するとともに前記構造体の長手方向の他端が固着された可動体とを備えるアクチュエータをベースに固着し、さらに、前記可動部を前記レンズ支持手段の駆動力被伝達部に固着するようにして構成されていることを特徴とする。
【００１１】
第４の発明は、前記第１乃至第３の何れかの発明に係るレンズ駆動装置において、前記構造体は、前記イオンの局在により電気的引力または斥力を発生する変形可能なゲル電極層と、前記イオンを保持するゲル電解質層とを具備することを特徴とする。
【００１２】
第５の発明は、前記第１乃至第４の何れかの発明に係るレンズ駆動装置において、前記レンズ支持手段は、記録媒体上に収束される収束光の収差を補正するためのレンズを収差補正方向に変位可能に支持することを特徴とする。
【００１３】
第６の発明は、レンズを支持するレンズ支持手段と、サーボ電圧の印加によって前記レンズ支持手段に駆動力を付与する駆動手段とを備え、前記駆動手段は、前記サーボ電圧の印加によりイオンが移動および局在することによって発生する電気的引力または斥力により変形する構造体と、当該構造体の変形を、駆動力として前記レンズ支持手段に伝達する伝達手段とを有することを特徴とする。
【００１４】
第７の発明は、前記第６の発明に係るレンズ駆動装置において、前記レンズ支持手段は、記録媒体上に光を収束するための対物レンズを変位可能に支持するとともに、サーボ電圧の印加によって対物レンズを駆動する対物レンズ駆動アクチュエータであることを特徴とする。
【００１５】
第８の発明は、前記第７の発明に係るレンズ駆動装置において、前記構造体は、前記イオンが移動および局在することによって発生する電気的引力または斥力により平面に垂直な方向に湾曲する一対のフィルム状構造体によって構成され、前記伝達手段は、前記フィルム状構造体の湾曲方向が前記対物レンズのチルト補正方向に沿うよう前記一対のフィルム状構造体をそれぞれベースに配置するとともに、前記フィルム状構造体の両端を前記ベースに固着し、さらに、湾曲中央部分を前記対物レンズ駆動アクチュエータの基部に固着するようにして構成されていることを特徴とする。
【００１６】
第９の発明は、前記第８の発明に係るレンズ駆動装置において、前記一対のフィルム状構造体は、それぞれその両端部がベースに懸架され、その上に前記対物レンズ駆動アクチュエータが載置されていることを特徴とする。
【００１７】
第１０の発明は、上記第１乃至第９のうち何れか一項に記載のレンズ駆動装置を内蔵した光ピックアップ装置である。
【００１８】
本発明の特徴は、以下に示す実施形態の説明により更に明らかとなろう。
【００１９】
なお、本発明における「構造体」は、実施形態において「高分子フィルム」として示されている。
【００２０】
また、上記第２の発明は「実施例２」として具体化され、上記第３の発明は「実施例１」として具体化され、上記第７乃至第９の発明は「実施例３」として具体化されている。
【００２１】
但し、以下の実施形態は、本発明の一つの実施形態を例示するものであって、本発明ないし各構成要件の用語の意義を何ら制限するものではない。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、サーボ電圧の印加によってそれ自身の形状寸法が変位する構造体を駆動手段として用いるものであるため、モータ、リードスクリュー、コイル、マグネット等のアクチュエータが不要となり、レンズ駆動機構を単純・簡素なものとすることができる。
【００２３】
また、この構造体は、発熱や機械的振動が殆ど生じないため、駆動手段からの熱や振動によってピックアップ装置の特性が悪化するといった問題が生じることもない。さらに、この構造体は、消費電力が小さく、また、駆動時に騒音が殆ど生じないためレンズ駆動装置の低消費電力化、低騒音化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。
【００２５】
図１に、駆動源となる高分子フィルムの断面構造を示す。図示の如く、高分子フィルムは、ゲル電極層、ゲル電解質層が積層された構造となっている。なお、高分子フィルムの平面形状は、同図左右方向を長手方向とする細長い長方形となっている。
【００２６】
以下に、まず、ゲル電極層およびゲル電解質層の構造および特性について説明する。
【００２７】
一般に、ゲルは、高分子鎖の網目構造が大きな、弾性力のある高分子であり、その高分子鎖の網目構造の中に液体分子などを保持できる特性がある。ここで、高分子鎖に電荷があり、網目構造中に逆電荷を有する液体分子（イオン）があれば、当該イオンがゲル中で安定に保持されたイオン含有ゲルは、ゲル電解質となる。また、このゲル電解質の高分子の網目構造の中に、導電性を有する微粒子であるカーボン系微粒子を混合することにより、当該ゲル電解質はゲル電極となり、つまり、ゲル自体が電極のような導電性を有することとなる。
【００２８】
なお、ゲル電解質やゲル電極の形成に適する代表的な高分子として、ポリビリニデンフルオライドーヘキサフルオロプロピレン共重合体がある。また、高分子中の含有イオンには、常温・常圧中で安定なイオン性液体が適しており、その代表的なものとして、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルフォニル）イミド、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルフォニル）イミド、および、１−（４−アクリロイルオキシブチル）−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロフォスフェイトがある。さらに、ゲル電解質への導電性付与に適したカーボン系微粒子素材として、カーボンナノチューブ、グラファイト、フラーレンがある。
【００２９】
図１に示す高分子フィルムの積層構造は、何れもゲル電極、ゲル電解質、ゲル電極の順に、キャストと乾燥を繰り返すことにより作成される。また、電圧は両ゲル電極層に印加される。
【００３０】
高分子フィルムの両電極層に電圧が印加されると、ゲル電解質層内に保持されているイオンが、その極性により一方のゲル電極層内の、特にカーボン微粒子表面近傍に移動して局在するため、表面電荷と周囲の荷電高分子との電気的引力または斥力により、隣接するカーボン微粒子どうしの距離が増減する。その結果、当該ゲル電極層が伸縮する。一方、他方のゲル電極層内からはイオンがゲル電解質側に移動するため、内在するカーボン微粒子表面の電荷が減少し、微粒子周囲の荷電高分子との電気的引力または斥力により、やはり隣接するカーボン微粒子どうしの距離が増減する。その結果、当該ゲル電極層は、やはり伸縮する。ただし、その伸縮挙動は他方のゲル電極層の伸縮挙動と逆になる。
【００３１】
つまり、高分子フィルムの両電極層に電圧が印加されると、一方のゲル電極層が伸び、他方のゲル電極層が縮み、その結果、高分子フィルム全体が屈曲することとなる。この際、ゲル電極層もゲル電極層の伸縮に伴い屈曲するが、伸縮することはない。
【００３２】
図１に示す高分子フィルムは、かかるゲル電極層の特性を利用して構成されたものである。
【００３３】
図１に示された２つの積層パターンのうち、(1)のパターンでは、各ゲル電極層の伸縮に応じて、高分子フィルム全体が円弧形状に変形（湾曲）し、これにより、高分子フィルムは、その中央部が、上下方向（パターン(1)上に付された矢印方向）に変位する。
【００３４】
(2)のパターンは、上下両面のゲル電極層をそれぞれ２つに分割して形成し、逆極性の電位を印加するように配線したものである。このパターンでは、電位を印加すると、高分子フィルムは全体として蛇腹のような形状（パターン(2)上に付された波形状）に変形する。その結果、高分子フィルムは、長手方向および上下方向に伸縮する。
【００３５】
図１には、高分子フィルムの構成に加えて、各層に電位を印加するための回路構成を重ねて示してある。印加する電位を増減すると、これに応じて、高分子フィルムの変位量が変化する。以下に示すレンズ駆動装置では、印加される電位の大きさを調整することで、高分子フィルムの変位量を変化させ、これにより、レンズの駆動量が調整される。
【００３６】
なお、ゲル電極層およびゲル電解質層からなる積層構造および素材の製造プロセスについては、たとえば、（社）計測自動制御学会 第５回 システムインテグレーション部門 講演論文集 ６５７−６５８ページおよびSciense ３００，２０７２（２００３）にも記載されている。
【実施例１】
【００３７】
図２に、本実施例にて用いられる高分子アクチュエータ（シリンダタイプ）の構成を示す。図示の如く、高分子アクチュエータ１００は、高分子フィルム１０１、シリンダー１０２、摺動部材１０３、シリンダキャップ１０４から構成されている。
【００３８】
高分子フィルム１０１は、電位を印加することによって長手方向の外形寸法が変化する導電性高分子フィルムであり、本実施例では、上記図１に示すパターンのうち、パターン(2)の高分子フィルムが用いられている。かかる高分子フィルム１０１の両端部には接合治具が配されており、両面部のゲル電極層の一方に電位を供給するための電位供給端子を兼ねるものとなっている。
【００３９】
シリンダー１０２は、円筒形の筒とその底部を閉塞する底蓋から構成されており、このうち底蓋には、高分子フィルム１０１の端部に配された接合治具（電位供給端子）が接合される接合部（端子）が配されている。
【００４０】
摺動部材１０３は、所定の厚みを有する円形状の板体からなっており、かかる摺動部材１０３の裏面側には、高分子フィルム１０１の端部に配された接合治具が接合される接合部（図示せず）が配され、また、上面側には、円柱状の可動部１０３ａが形成されている。なお、摺動部材１０３の外径は、シリンダー１０２の内径よりもやや小さくなっている。
【００４１】
シリンダキャップ１０４は、シリンダー１０２の上部を閉塞するキャップであって、その上面に、可動部１０３が挿入される軸受け１０４ａが形成されている。
【００４２】
高分子アクチュエータのアセンブル時には、まず、高分子フィルム１０１の一端に配された接合治具（電位供給端子）をシリンダー１０２の底蓋に配された接合部（端子）に接合し、他端に配された接合治具を摺動部材１０３の裏面に配された接合部に接合する。そして、底蓋を、シリンダー１０２の筒の底部に固着した後、摺動部材１０３をシリンダー１０２内に収容し、さらに、可動部１０３ａを軸受け１０４ａに挿入しながら、シリンダキャップ１０４をシリンダー１０２の上部に固着する。
【００４３】
このようにしてアセンブルされた高分子アクチュエータ１００の構成を図３に示す。
【００４４】
かかる導電性アクチュエータ１００に接合治具（電位供給端子）を介して電位を印加すると、シリンダー１０２内に収容された高分子フィルム１０１が、印加電位の大きさに応じた寸法に伸縮する。これにより、摺動部材１０３が軸受け１０４ａに案内されながらシリンダー１０２内を変位し、その上面に形成された可動部１０３ａが上下方向に駆動される。
【００４５】
図４ないし図６は、かかる高分子アクチュエータ１００を駆動源として用いたレンズ駆動装置の構成例を示すものである。なお、当該レンズ駆動装置は、光ピックアップ装置内に配された収差補正用レンズを駆動するものである。
【００４６】
図４は、当該レンズ駆動装置の要部構成を示す図（分解斜視図）である。
【００４７】
図示の如く、当該レンズ駆動装置においては、一対の収差補正用レンズ（可動レンズ３０１、固定レンズ３０２）のうち、可動レンズ３０１を保持して駆動するためのレンズホルダー２０１が準備されている。かかるレンズホルダー２０１には、開口が形成されており、この開口に可動レンズ３０１が装着される。また、レンズホルダー２０１には、孔２０２が形成されており、この孔２０２に、高分子アクチュエータ１００の可動部１０３ａが嵌入固着される。さらに、レンズホルダー２０１の端部にはガイド溝２０３が形成されており、このガイド溝２０３にガイドシャフト２０４が挿入されることにより、レンズホルダー２０１が、ガイドシャフト１０４ａに移動方向に変位可能に支持される。
【００４８】
図５は、図４に示す各部材をアセンブルした状態を示す図である。
【００４９】
同図に示す状態において、高分子アクチュエータ１００に電圧を印加し、可動部１０３ａを駆動すると、レンズホルダー２０１が、ガイドシャフト２０４に案内されて、同図の矢印方向に変位される。これにより、可動レンズ３０１が光軸方向に変位し、可動レンズ３０１と固定レンズ３０２間の距離が変動する。
【００５０】
ここで、可動レンズ３０１と固定レンズ３０２は、一方が凹レンズ、他方が凸レンズとなっている。よって、高分子アクチュエータ１００の駆動によって両レンズ間の距離が変動すると、これら２つのレンズを透過した後のレーザ光の広がり角が、かかる距離変動に応じて変化するようになる。
【００５１】
図６は、当該レンズ駆動装置を光ピックアップ装置のハウジング４００に装着した状態を示すものである。
【００５２】
図示の如く、高分子アクチュエータ１００は、ハウジング４００の凹部に配されたシリンダー装着部４０１に装着され、また、ガイドシャフト２０４は、当該凹部に配されたガイドシャフト装着部４０２に装着されている。さらに、固定レンズ３０２は、可動レンズ３０１に対向するようにして、ハウジング４００の凹部に装着されている。
【００５３】
さらに、ハウジング４００の凹部には、半導体レーザ３０３と、ビームスプリッタ３０４と、ミラー３０５と、収束レンズ３０６と、光検出器を保持する基板３０７が装着されている。この他、ハウジング４００上には、対物レンズをフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動する対物レンズ駆動アクチュエータ（図示せず）が装着されている。
【００５４】
半導体レーザ３０３から出射されたレーザ光はビームスプリッタ３０４を透過した後、固定レンズ３０２と可動レンズ３０１によって広がり角が調整される。しかる後、ミラー３０５によって上方に反射され、対物レンズ駆動アクチュエータ（図示せず）の対物レンズによってディスク上に収束される。
【００５５】
ディスクから反射されたレーザ光は、上記光路を逆行し、ビームスプリッタ３０４に入射される。そして、ビームスプリッタ３０４によって反射された光は、収束レンズ３０６によって、基板３０７に配備された光検出器上に収束される。
【００５６】
記録または再生動作時には、高分子アクチュエータ１００に、収差補正用のサーボ信号（電位信号）が印加され、可動レンズ３０１が光軸方向に変位される。これにより、対物レンズに入射されるレーザ光の広がり角が変更され、ディスク上における収束光の収差が補正される。
【００５７】
本実施例によれば、駆動源として高分子アクチュエータ１００を用いたことにより、モータ、リードスクリュー、コイル、マグネット等の大掛かりなアクチュエータが不要となり、図６に示すように、レンズ駆動機構を極めてシンプルな構成とすることができる。
【００５８】
また、この高分子アクチュエータ１００内に収容される高分子フィルムは、発熱や機械的振動が殆ど生じないため、駆動源からの熱や振動によってピックアップ装置の特性が悪化するといった問題が生じることはなく、さらに、この高分子フィルムは、消費電力が小さく、また、駆動時に騒音が殆ど生じないため、レンズ駆動装置ないし光ピックアップ装置の低消費電力化、低騒音化を図ることができる。
【実施例２】
【００５９】
図７に、本実施例に係るレンズ駆動装置の要部構成を示す。なお、本実施例に係るレンズ駆動装置は、上記実施例１と同様、光ピックアップ装置内に配された収差補正用レンズを駆動するものである。
【００６０】
図示の如く、かかるレンズ駆動装置においては、駆動源として、フィルムタイプの高分子アクチュエータ１２０が用いられている。かかる高分子アクチュエータ１２０は、電位を印加すると、フィルム面に垂直な方向に全体が円弧形状に変形（湾曲）する導電性高分子フィルムにより構成されており、上記図１に示すパターンのうち、パターン(1)の高分子フィルムが用いることができる。
【００６１】
なお、かかる高分子アクチュエータ１２０の一方の端部には、高分子フィルムの導電性高分子材料層と固体電解質層に電位を供給するための接合端子１２１が配備されている。また、高分子アクチュエータ１２０は中央部が階段状に幅広になっており、この幅広部１２２に可動レンズ３０１に光を導くための開口が形成されている。
【００６２】
図７に示す如く、本実施例に係るレンズ駆動装置においては、可動レンズ３０１を保持して駆動するためのレンズホルダー２２１が準備されている。レンズホルダー２２１は、その側面が、高分子アクチュエータ１２０の幅広部１２２の側面に固着されている。レンズホルダー２２１には、その中央部近傍に開口が形成されており、この開口に可動レンズ３０１が装着されている。また、レンズホルダー２１１には、対角線方向に２つの孔２２２が形成されており、これら孔２２２に、それぞれガイドシャフト２２３が挿入されることにより、レンズホルダー２２１が、同図中の矢印方向に変位可能に支持される。
【００６３】
図８は、当該レンズ駆動装置を光ピックアップ装置のハウジング４００に装着した状態を示すものである。
【００６４】
図示の如く、ハウジング４００の凹部には、一対のフィルム装着部４２１が配されている。このうち、一方のフィルム装着部４２１の溝内には、高分子アクチュエータ１２０の端部に配備された接合端子１２１と電気的に接合する接合端子が配備されている。高分子アクチュエータ１２０は、両側端部が、フィルム装着部４２１の溝に挿入された状態で、フィルム装着部４１１に固着されている。
【００６５】
ガイドシャフト２２３は、上記図７を参照して説明したように、レンズホルダー２２１の孔２２２に挿入され、凹部に配されたガイドシャフト装着部４２２に装着される。さらに、可動レンズ３０１に対向するようにして、固定レンズ３０２がハウジング４００の凹部に装着されている。その他の構成は、上記実施例１における図６と同様である。
【００６６】
同図に示す状態において、高分子アクチュエータ１２０に電圧を印加し、高分子アクチュエータ１２０をフィルム面に垂直な方向に変形（湾曲）させると、レンズホルダー２２１が、ガイドシャフト２２３に案内されて変位される。これにより、可動レンズ３０１が光軸方向に変位し、可動レンズ３０１と固定レンズ３０２間の距離が変動する。上記の如く、可動レンズ３０１と固定レンズ３０２は、一方が凹レンズ、他方が凸レンズとなっているため、このようにして両レンズ間の距離が変動すると、これら２つのレンズを透過した後のレーザ光の広がり角は、かかる距離変動に応じて変化するようになる。
【００６７】
記録または再生動作時には、高分子アクチュエータ１２０に、収差補正用のサーボ信号（電位信号）が印加され、可動レンズ３０１が光軸方向に変位される。これにより、対物レンズに入射されるレーザ光の広がり角が変更され、ディスク上における収束光の収差が補正される。
【００６８】
本実施例によれば、上記実施例１と同様、レンズ駆動機構を極めてシンプルな構成とすることができる。また、駆動源からの熱や振動によってピックアップ装置の特性が悪化するといった問題が生じることはなく、さらに、低消費電力化、低騒音化を図ることができる。
【実施例３】
【００６９】
上記実施例１および2に係るレンズ駆動装置は、光ピックアップ装置内に配された収差補正用レンズを駆動するものであったが、本実施例に係るレンズ駆動装置は、対物レンズをチルト方向に駆動するものである。
【００７０】
図９に、本実施例に係るレンズ駆動装置の構成例を示す。
【００７１】
図示の如く、本実施例では、一対の高分子アクチュエータ１３０が互いに平行となるように配置され、この高分子アクチュエータ１３０上に、対物レンズ駆動アクチュエータ５００が載置された状態で装着される。
【００７２】
ここで、高分子アクチュエータ１３０は、電位を印加すると、フィルム面に垂直な方向に全体が円弧形状に変形（湾曲）する導電性高分子フィルムにより構成されており、上記図１に示すパターンのうち、パターン(1)の高分子フィルムを用いることができる。
【００７３】
高分子アクチュエータ１３０は、対物レンズ駆動アクチュエータ５００を載置し得るだけの物理的強度と、変形により対物レンズ駆動アクチュエータを変位させ得るだけの駆動力特性を有するものとして構成されている必要がある。
【００７４】
なお、一対の高分子アクチュエータ１３０は、同一のものを２つ準備してもよく、逆極性の同一電位を印加すると同一ストロークだけ逆方向に変形（湾曲）する。それぞれの高分子アクチュエータ１３０に対し、極性を反転させながら、サーボ信号（電位）を印加する。これにより、対物レンズ駆動アクチュエータ５００の中央部が、高分子アクチュエータ１３０の変形に応じてそれぞれ逆方向に変位し、これにより、対物レンズ５０２がチルト方向にローリングするようになる。
【００７５】
なお、一対の高分子アクチュエータ１３０は、たとえば、上記ハウジング４００上に懸架されるようにして、ハウジング４００上に配された支持部（図示せず）に装着される。その後、対物レンズ駆動アクチュエータ５００のベースに形成された一対の鍔部５０１を、それぞれ対応する高分子アクチュエータ１３０の中央部に載置して、鍔部５０１が高分子アクチュエータ１３０上に固着される。
【００７６】
記録または再生動作時には、高分子アクチュエータ１３０に、チルト補正用のサーボ信号（電位信号）が印加され、対物レンズ駆動アクチュエータ５００がチルト方向にローリングされる。これにより、対物レンズ５０２によって収束される収束光の光軸が傾き、ディスク上における光軸のチルトエラーが補正される。
【００７７】
本実施例によれば、図９に示す如く、チルト補正のためのレンズ駆動機構を極めてシンプルな構成とすることができる。また、チルト駆動時に高分子アクチュエータ１３０から熱や振動が発生することがないため、駆動源からの熱や振動によってピックアップ装置の特性が悪化するといった問題が生じることもない。さらに、高分子アクチュエータ１３０は消費電力が小さく騒音も殆どないため、ピックアップ装置の低消費電力化、低騒音化を図ることもできる。
【００７８】
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、他に種々の変更が可能であることは言うまでもない。本発明の実施形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】実施の形態に係る高分子フィルムの構造を示す図
【図２】実施例１に係る高分子アクチュエータの構成を示す図
【図３】実施例１に係る高分子アクチュエータの構成を示す図
【図４】実施例１に係るレンズ駆動装置の要部構成を示す図
【図５】実施例１に係るレンズ駆動装置の要部構成を示す図
【図６】当該レンズ駆動装置を光ピックアップに装着した状態を示す図
【図７】実施例２に係るレンズ駆動装置の要部構成を示す図
【図８】当該レンズ駆動装置を光ピックアップに装着した状態を示す図
【図９】実施例３に係るレンズ駆動装置の要部構成を示す図
【符号の説明】
【００８０】
１００ 高分子アクチュエータ（シリンダタイプ）
１０１ 高分子フィルム
１０２ シリンダー
１０３ 摺動部材
１０３ａ 可動部
１１０ 高分子アクチュエータ（フィルムタイプ）
１２０ 高分子アクチュエータ（フィルムタイプ）
１３０ 高分子アクチュエータ（フィルムタイプ）
２０１ レンズホルダー
２０２ 孔
２０３ ガイド溝
２０４ ガイドシャフト
３０１ 可動レンズ
４０１ シリンダー装着部
４０２ ガイドシャフト装着部
２２１ レンズホルダー
２２２ 孔
２２３ ガイドシャフト
４２１ フィルム装着部
４２２ ガイドシャフト装着部
５００ 対物レンズ駆動アクチュエータ
５０１ 鍔部
５０２ 対物レンズ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向に変位可能にレンズを支持するレンズ支持手段と、サーボ電圧の印加によって前記レンズ支持手段に駆動力を付与する駆動手段とを備え、
前記駆動手段は；
前記サーボ電圧の印加によりイオンが移動および局在することによって発生する電気的引力または斥力により変形する構造体と、
当該構造体の変形を、駆動力として前記レンズ支持手段に伝達する伝達手段と、
を有することを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記構造体は、前記イオンが移動および局在することによって発生する電気的引力または斥力により平面に垂直な方向に湾曲するフィルム状構造体によって構成され、
前記伝達手段は、前記フィルム状構造体の湾曲方向が前記レンズの駆動方向に沿うよう前記フィルム状構造体をベースに配置するとともに、前記フィルム状構造体の両端を前記ベースに固着し、さらに、湾曲中央部分を前記レンズ支持手段の駆動力被伝達部に固着するようにして構成されている、
ことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記構造体は、前記イオンが移動および局在することによって発生する電気的引力または斥力により長手方向の寸法が変位する構造体によって構成され、
前記伝達手段は、前記構造体の長手方向の一端が固着されるシリンダーと、当該シリンダーに沿って摺動するとともに前記構造体の長手方向の他端が固着された可動体とを備えるアクチュエータをベースに固着し、さらに、前記可動部を前記レンズ支持手段の駆動力被伝達部に固着するようにして構成されている、
ことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかにおいて、
前記構造体は、前記イオンの局在により電気的引力または斥力を発生する変形可能なゲル電極層と、前記イオンを保持するゲル電解質層とを具備する、
ことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかにおいて、
前記レンズ支持手段は、記録媒体上に収束される収束光の収差を補正するためのレンズを収差補正方向に変位可能に支持する、
ことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項６】
レンズを支持するレンズ支持手段と、サーボ電圧の印加によって前記レンズ支持手段に駆動力を付与する駆動手段とを備え、
前記駆動手段は；
前記サーボ電圧の印加によりイオンが移動および局在することによって発生する電気的引力または斥力により変形する構造体と、
当該構造体の変形を、駆動力として前記レンズ支持手段に伝達する伝達手段と、
を有することを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記レンズ支持手段は、記録媒体上に光を収束するための対物レンズを変位可能に支持するとともに、サーボ電圧の印加によって対物レンズを駆動する対物レンズ駆動アクチュエータである、
ことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記構造体は、前記イオンが移動および局在することによって発生する電気的引力または斥力により平面に垂直な方向に湾曲する一対のフィルム状構造体によって構成され、
前記伝達手段は、前記フィルム状構造体の湾曲方向が前記対物レンズのチルト補正方向に沿うよう前記一対のフィルム状構造体をそれぞれベースに配置するとともに、前記フィルム状構造体の両端を前記ベースに固着し、さらに、湾曲中央部分を前記対物レンズ駆動アクチュエータの基部に固着するようにして構成されている、
ことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記一対のフィルム状構造体は、それぞれその両端部がベースに懸架され、その上に前記対物レンズ駆動アクチュエータが載置されている、
ことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項１０】
上記請求項１乃至９のうち何れか一項に記載のレンズ駆動装置を内蔵した光ピックアップ装置。
【請求項１】
所定方向に変位可能にレンズを支持するレンズ支持手段と、サーボ電圧の印加によって前記レンズ支持手段に駆動力を付与する駆動手段とを備え、
前記駆動手段は；
前記サーボ電圧の印加によりイオンが移動および局在することによって発生する電気的引力または斥力により変形する構造体と、
当該構造体の変形を、駆動力として前記レンズ支持手段に伝達する伝達手段と、
を有することを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記構造体は、前記イオンが移動および局在することによって発生する電気的引力または斥力により平面に垂直な方向に湾曲するフィルム状構造体によって構成され、
前記伝達手段は、前記フィルム状構造体の湾曲方向が前記レンズの駆動方向に沿うよう前記フィルム状構造体をベースに配置するとともに、前記フィルム状構造体の両端を前記ベースに固着し、さらに、湾曲中央部分を前記レンズ支持手段の駆動力被伝達部に固着するようにして構成されている、
ことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記構造体は、前記イオンが移動および局在することによって発生する電気的引力または斥力により長手方向の寸法が変位する構造体によって構成され、
前記伝達手段は、前記構造体の長手方向の一端が固着されるシリンダーと、当該シリンダーに沿って摺動するとともに前記構造体の長手方向の他端が固着された可動体とを備えるアクチュエータをベースに固着し、さらに、前記可動部を前記レンズ支持手段の駆動力被伝達部に固着するようにして構成されている、
ことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかにおいて、
前記構造体は、前記イオンの局在により電気的引力または斥力を発生する変形可能なゲル電極層と、前記イオンを保持するゲル電解質層とを具備する、
ことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかにおいて、
前記レンズ支持手段は、記録媒体上に収束される収束光の収差を補正するためのレンズを収差補正方向に変位可能に支持する、
ことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項６】
レンズを支持するレンズ支持手段と、サーボ電圧の印加によって前記レンズ支持手段に駆動力を付与する駆動手段とを備え、
前記駆動手段は；
前記サーボ電圧の印加によりイオンが移動および局在することによって発生する電気的引力または斥力により変形する構造体と、
当該構造体の変形を、駆動力として前記レンズ支持手段に伝達する伝達手段と、
を有することを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記レンズ支持手段は、記録媒体上に光を収束するための対物レンズを変位可能に支持するとともに、サーボ電圧の印加によって対物レンズを駆動する対物レンズ駆動アクチュエータである、
ことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記構造体は、前記イオンが移動および局在することによって発生する電気的引力または斥力により平面に垂直な方向に湾曲する一対のフィルム状構造体によって構成され、
前記伝達手段は、前記フィルム状構造体の湾曲方向が前記対物レンズのチルト補正方向に沿うよう前記一対のフィルム状構造体をそれぞれベースに配置するとともに、前記フィルム状構造体の両端を前記ベースに固着し、さらに、湾曲中央部分を前記対物レンズ駆動アクチュエータの基部に固着するようにして構成されている、
ことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記一対のフィルム状構造体は、それぞれその両端部がベースに懸架され、その上に前記対物レンズ駆動アクチュエータが載置されている、
ことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項１０】
上記請求項１乃至９のうち何れか一項に記載のレンズ駆動装置を内蔵した光ピックアップ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−３０２４５８（Ｐ２００６−３０２４５８Ａ）
【公開日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１２５９６８（Ｐ２００５−１２５９６８）
【出願日】平成１７年４月２５日（２００５．４．２５）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月２５日（２００５．４．２５）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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