JP2004347753A - 形状可変ミラー素子及び形状可変ミラー素子の製造方法並びに形状可変ミラーユニット並びに光ピックアップ - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な構成で極めて薄く、低い印加電圧でも変形量が大きい形状可変ミラー素子及び形状可変ミラーユニットを提供する。
【解決手段】形状可変ミラー素子は、反射ミラー膜と反射ミラー膜の形状を可変する圧電膜と圧電膜の両端に所定の電圧を印加する電極膜と、所望の形状に変化せしめる弾性板膜からなる積層膜で構成される。薄い基板と積層膜で構成されているために、簡単な構成で極めて薄い素子が可能となる。従って、低い印加電圧でも変形量が大きい形状可変ミラー素子を提供できる。
【選択図】 図１
【解決手段】形状可変ミラー素子は、反射ミラー膜と反射ミラー膜の形状を可変する圧電膜と圧電膜の両端に所定の電圧を印加する電極膜と、所望の形状に変化せしめる弾性板膜からなる積層膜で構成される。薄い基板と積層膜で構成されているために、簡単な構成で極めて薄い素子が可能となる。従って、低い印加電圧でも変形量が大きい形状可変ミラー素子を提供できる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電膜に所定の電圧を印加して反射ミラー面の形状を可変する形状可変ミラー素子及び形状可変ミラー素子の製造方法並びに形状可変ミラーユニット並びに光ピックアップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の形状可変ミラー素子としては、鏡面をケーブルで引張り、引張り量を変えることによって鏡面形状を変えることができるミラー素子（例えば、特許文献１参照。）や、弾性のある鏡面を裏面から押さえ、凹面、凸面、平面に変形可能なミラー素子（例えば、特許文献２参照。）などが開示されている。しかし、これらの形状可変ミラーは、いずれも、機械的変形機構によってミラー本体の形状を変形するものであり、構成が複雑であり、極めて大きいサイズの光学部品となっている。
【０００３】
また、小さいサイズの形状可変ミラー素子としては、セラミックスの圧電材料の上面に、反射ミラー面および電極膜にはリード線が半田付けされたミラー素子（例えば、特許文献３参照。）が開示されている。しかし、この形状可変ミラー素子は、圧電材料にバルク材料を使用しているために、圧電材料の厚みが非常に厚くなっている。その結果、形状を大きく可変するためには非常に高い印加電圧が必要となる。
【０００４】
更なる微小サイズの形状可変ミラー素子としては、圧電膜を反射ミラー板に貼り付けたミラー素子（例えば、特許文献４参照。）が開示されている。反射ミラー板には、例えばガラス反射鏡、反射膜、シリコンウェハー等を使用している。このミラー素子の場合も非常に高い印加電圧が必要であることが容易に推察される。すなわち、非常に薄いガラス反射鏡やシリコンウェハー等は研削や高精度の研磨が作製されるが、製造上のコストが大きくなり実現性が困難である。また、圧電膜と反射ミラー板を接着しただけの構成のミラー素子では機械的強度が弱く、それ自体で自立することができず、実用上に適さない。従って、反射鏡、反射膜、シリコンウェハー等を実用上、反射ミラーとして使用する場合は、ある程度の厚みを要する。
【０００５】
微小サイズの形状可変ミラー素子の用途としては、一般に光ディスクを用いた情報記録媒体として、コンパクト・ディスク（ＣＤ）やデジタル・ビデオ・ディスク（ＤＶＤ）などの光記録再生装置用の光ピックアップがある。ＤＶＤはＣＤに比べて記録密度が高いため、情報を読み書きする際に要求される条件が厳しい。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、ディスクは樹脂で作られているため、厳密に見ると相当な曲面となっている。従って、ディスクが回転すると、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。また、光ディスクの記録層は樹脂層の上面に形成されている。そのため、ディスク面が対物レンズの光軸に対して垂直でなくなると、対物レンズを透過した光の光路が曲がり、光のスポット位置が正しい位置からずれて波面収差を生じる。そして、この収差が許容値を超えると、正しく記録再生できなくなる。
【０００６】
波面収差を光学的に補正する手段としては、透明圧電素子単体の厚みを可変することより、波面収差を補正する波面補正板（例えば、特許文献５参照。）が、開示されている。しかし、この方法は必要変位を得るのに高電圧が必要となるので、光ピックアップなどに適用できないものである。他の波面収差を光学的に補正する手段としては、ミラー自体を積層型圧電素子で変形させ位相制御する方法（例えば、特許文献６参照。）が開示されているが、光ピックアップなどの小さい部品に使用するには配線が複雑になるという問題があり、組み付けコストも高くなる。また、配線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する必要があるため、技術的にもコスト的にも容易でない。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−１２７０６７号公報
【特許文献２】
特開平７−３１１３０５号公報
【特許文献３】
特開平１０―１０４５９号公報
【特許文献４】
特開２００１−３４９９３号公報
【特許文献５】
特開平５−１４４０５６号公報
【特許文献６】
特開平５−３３３２７４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した従来の圧電素子を使用した形状可変ミラー素子の課題を解決するものである。すなわち、本発明の第１の目的は、簡単な構成で極めて薄く、低い印加電圧でも変形量が大きい形状可変ミラー素子及び形状可変ミラーユニットの提供することにある。
【０００９】
本発明の第２の目的は、形状可変ミラー素子の製造方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の第３の目的は、従来の光ピックアップの構造を大きく変更することなく、波面収差補正手段を搭載した光ピックアップを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の形状可変ミラー素子は、薄い基板と薄膜形成技術で膜を積層した構成よりなる。この構成により、簡単な構成で極めて薄く、低い印加電圧でも変形量の大きい形状可変ミラー素子及び形状可変ミラーユニットを提供することが可能となる。
【００１２】
また、本発明の形状可変ミラー素子の製造方法は、形状可変部下に薄い基板を接合することのない工程を備えた構成よりなる。この構成により、低い印加電圧でも変形量の大きい形状可変ミラー素子の製造方法を提供することが可能となる。それと同時に基板面が転写され鏡面状態になっている電極膜面上反射ミラー膜を形成できるので、反射率の高い形状可変ミラー素子を提供することが可能となる。
【００１３】
また、本発明の光ピックアップは、形状可変ミラー素子もしくは形状可変ミラーユニットを波面収差補正手段として使用した構成よりなる。この構成により、光学系の構成を大きく変更することなく、波面収差補正手段を搭載した光ピックアップを提供することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
請求項１記載の発明は、圧電膜と、前記圧電膜に電圧を供給する第１電極膜及び第２電極膜と、前記圧電膜に設けられた反射ミラー膜とを備えた形状可変部と、前記形状可変部を支持する基板とを備えた形状可変ミラー素子であって、形状可変部に弾性を付与する弾性手段を設けたことを特徴とする形状可変ミラー素子であり、薄い基板と薄膜形成技術で膜を積層した構成とすることにより、簡単な構成で極めて薄い形状可変ミラー素子が可能となり、低い印加電圧でも変形量が大きくできるという作用を有する。
【００１５】
請求項２記載の発明は、圧電膜の一方の面に第１電極膜を設け、他方の面に第２電極膜を設けたことを特徴とする請求項１記載の形状可変ミラー素子であり、圧電膜に確実に、電圧を印可でき圧電膜を効率よく変形することが可能となる。
【００１６】
請求項３記載の発明は、弾性手段として、反射ミラー膜，第１電極膜，第２電極膜，基板の少なくとも一つに弾性を持たせたことを特徴とする請求項１記載の形状可変ミラー素子であり、別途弾性を付与する部材などを設けなくても良いので、素子自体が簡単な構造になり、線賛成が向上する。
【００１７】
請求項４記載の発明は、弾性手段として、別途弾性板膜を設け、前記弾性板膜を基板と反射ミラー膜の間に設けたことを特徴とする請求項１記載の形状可変ミラー素子とすることで、弾性を専門に付与する部材を設けたことで、弾性の調整が容易になり、精度良い特性を得ることができる。
【００１８】
請求項５記載の発明は、基板において形状可変部を支持する面積は基板面積よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の形状可変ミラー素子であり、この構成によって、他の部材への取り付け面積などが大きくなり、取り付け強度などを大きくできる。
【００１９】
請求項６記載の発明は、形状可変部に設けられた反射ミラー膜は基板上まで延設され、しかも前記形状可変部に設けられた反射ミラー膜と前記形状可変部を非配設とした部分に設けられた反射ミラー膜は一体構成としたことを特徴とする請求項５記載の形状可変ミラー素子であり、基板全面に反射ミラー膜を設ける工程とすることができるので、生産性が飛躍的に向上する。
【００２０】
請求項７記載の発明は、形状可変部の外形形状は、円形，楕円形，四角形，多角形，三角形から選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする請求項１記載の形状可変ミラー素子であり、形状可変部を精度良く形成できる。
【００２１】
請求項８記載の発明は、一つの基板上に形状可変部を複数設けたことを特徴とする請求項１記載の形状可変ミラー素子であり、素子に入射する複数の独立した光をそれぞれ、個別に調整でき、また、入射した一つの光を部分的に調整可能とすることができる。
【００２２】
請求項９記載の発明は、前記弾性板膜が樹脂からなり、前記樹脂のヤング率が前記圧電膜のヤング率の１／１００〜１／１０であることを特徴とする請求項４記載の形状可変ミラー素子であり、弾性板膜材料のヤング率が圧電膜に比べて十分小さいので、弾性板膜の膜厚を圧電体膜よりも厚くしても、変形量が大きくできるという作用を有する。
【００２３】
請求項１０記載の発明は、前記形状可変部が、薄い基板の中空部分の開口部に形成されたダイヤフラム構成を有することを特徴とする請求項１記載の形状可変ミラー素子であり、形状可変部をダイヤフラム構成とすることにより、形状可変部の変形を拘束する基板が形状可変部下に存在しないので、低い印加電圧でも変形量を極めて大きくできるという作用を有する。
【００２４】
請求項１１記載の発明は、前記形状可変部を構成する膜の内部応力の総和が圧縮もしくは引張り応力状態であって、内部応力による前記形状可変部の変形量がＰＶ値で使用する光の波長の１／４以下であることを特徴とする請求項１０記載の形状可変ミラー素子であり、予め、形状可変部を構成する膜の内部応力をコントロールし、内部応力による形状可変部の変形量がＰＶ値で使用波長の１／４以下とすることで、反射ミラー面が光学的に理想的な平滑面にできるという作用を有する。
【００２５】
請求項１２記載の発明は、形状可変部中に弾性手段として弾性板膜を設け、前記弾性板膜の膜厚が領域によって異なることを特徴とする請求項１１記載の形状可変ミラー素子であり、予め、弾性板膜の膜厚を領域によって不均一にすることにより、形状可変部の変形形状を所望の形状、例えば常に安定な曲率の変形形状が実現できるという作用を有する。
【００２６】
請求項１３記載の発明は、前記形状可変部にある前記圧電膜の膜厚が領域によって異なることを特徴とする請求項１１記載の形状可変ミラー素子であり、予め、圧電膜の膜厚を領域によって不均一にすることにより、形状可変部の変形形状を所望の形状、例えば常に安定な曲率の変形形状が実現できるという作用を有する。
【００２７】
請求項１４記載の発明は、請求項１〜１３いずれか１記載の形状可変ミラー素子と前記形状可変ミラー素子自体を移動させるアクチュエーターとを一体化したことを特徴とする形状可変ミラーユニットであり、形状可変ミラー素子をアクチュエーターにより微小に移動させることにより、光ピックアップ等の光学系に組み付けた場合、組み付けバラツキをアクチュエーターで容易に補正できるという作用を有する。
【００２８】
請求項１５記載の発明は、圧電膜と第１電極膜または第２電極膜が形成された薄い基板と、樹脂を含む基板と、を接着する工程と、前記薄い基板をエッチングする工程とを有することを特徴とする形状可変ミラー素子の製造方法であり、形状可変部を樹脂を含む基板に転写し形成することにより、形状可変部が直接薄い基板に拘束されることがないので、低い印加電圧でも変形量の大きい形状可変ミラー素子の製造方法を提供することが可能となる。それと同時に、反射ミラー膜を基板面が転写され鏡面状態になっている電極膜面上に形成するので、反射率の高い形状可変ミラー素子を提供することが可能となる。
【００２９】
請求項１６記載の発明は、薄い基板をエッチングしダイヤフラムを形成するダイヤフラム形成工程と、前記ダイヤフラム形成工程後に反射ミラー膜を形成する反射ミラー膜形成工程とを有することを特徴とする形状可変ミラー素子の製造方法であり、接合・転写等とは異なる製造方法であり、基板上に直接ダイヤフラムを形成することにより、製造工程が簡素化され歩留まりの高い形状可変ミラー素子が製造できるという作用を有する。それと同時に、反射ミラー膜を基板面が転写され鏡面状態になっている電極膜面上に形成することもできるので、反射率の高い形状可変ミラー素子を提供することが可能となる。
【００３０】
請求項１７記載の発明は、薄い基板をエッチングしダイヤフラムを形成するダイヤフラム形成工程が２段階のエッチング工程を有し、前記薄い基板の厚みの半分以上をエッチングする第１の工程と、残りの厚み部分をエッチングする第２の工程とを有することを特徴とする形状可変ミラー素子の製造方法であり、第２の工程では薄い部分をエッチングすることによりダイヤフラムを形成することになるので、エッチング形状のバラツキを小さくでき寸法精度が優れたイヤフラムを形成できるという作用を有する。
【００３１】
請求項１８，１９記載の発明は、光ディスクにデータを記録または再生する装置であって、レーザー光の波面収差を補正する手段を有する光ピックアップにおいて、請求項１〜１３記載の形状可変ミラー素子もしくは請求項１４記載の形状可変ミラーユニットとを波面収差補正手段として使用することを特徴とする光ピックアップであり、立ち上げミラー同様の取り扱いで光ピックアップの光学系へ組み付けることができるので、従来の光ピックアップの光学系の構成を大きく変更することなく、しかも容易に、波面収差補正手段を搭載することが可能となる。
【００３２】
以下に、本発明の実施の形態をより詳細に説明する。
【００３３】
（実施の形態１）
以下、本発明の形状可変ミラー素子の実施の形態１について、図面を参照して説明する。ただし、本発明とは直接関係しないリード線や電圧を印加するため端子等は図示していない。さらに、図面中の膜厚や基板の厚み、変形量等は理解を容易にする目的のために、実際の寸法とは異なる。以下、全ての図面において同様である。
【００３４】
図１は本発明の形状可変ミラー素子の側断面図である。
【００３５】
図２は本発明の形状可変ミラー素子の反射ミラー面側を示す斜視図である。
【００３６】
形状可変ミラー素子１は、形状可変部２と形状可変部２を支持する基板３で少なくとも構成されている。
【００３７】
基板３は形状可変部２を支持しており、形状可変部２は上面より順に反射ミラー膜４、変形方向や変形形状等を決定する弾性板膜５、圧電膜７に電圧を印加するための第１電極膜６、伸縮により形状可変部２を変形させる圧電膜７、圧電膜７に電圧を印加するためのもう一方の第２電極膜８とを有している。
【００３８】
基板３の材料としては、ＳｉやＭｇＯ等の単結晶材料が圧電膜７の圧電特性が良好になりやすいために好適に使用されるが、特に制限されるものではない。しかし、形状可変ミラー素子１を作製する工程で高温処理をするプロセスを用いる場合には、耐熱性の良好な材料で基板３を構成することが好ましい。なお、基板３として、本実施の形態では、同一材料で構成された単板あるいは単シート状体を用いたが、同一材料で構成された単板あるいは単シート状体を接着剤などを用いて積層して構成してもよいし、異なる材料で構成された単板あるいは単シート状体を積層して構成してもよい。また、基板３としては、絶縁性あるいは導電性で構成された基体の表面にコーティングを施したものを用いてよい。また、基板３の外形形状としては、本実施の形態においては、四角形としたが、円形でも楕円形状でも多角形状でも三角形状でもよい。すなわち、図２５（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、基板３の形状を仕様などによって変化させることで、取付性を向上させたり取付面積などを最小にできるなどの効果を有する。
【００３９】
圧電膜７の構成材料としては、ＰＺＴやＰＺＴと同系のＰｂを含むペロブスカイト酸化物などの圧電定数が高く変位の大きい材料が好適に使用される。
【００４０】
また、圧電膜７の形成方法は、例えば、スパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ法、またはゾルゲル法と多くあるが、薄膜を形成できる技術であれば、特に制限されることはない。
【００４１】
弾性板膜５の構成材料としては、特に材料に制限されることはなく樹脂、金属、セラミック等の材料が使用できる。本実施の形態においては、弾性板膜５の構成材料にクロムあるいはクロム合金を使用した。また、基板３自体を弾性材料で構成した場合には、基板３が弾性板膜の機能を有することにもなるので、弾性板膜５は必ずしも必要としない。
【００４２】
また、弾性板膜５の形成方法も、圧電膜７の形成方法と同様、例えば、スパッタ法、ＣＶＤ法、または蒸着法と多くあるが、薄膜を形成できる技術であれば、特に制限されることはない。
【００４３】
反射ミラー膜４の構成材料としては、高反射率のＡｕ，ＡｌやＡｇ等の金属膜やあるいは高反射率の合金膜を用いてもよく、更には誘電体多層膜が好適に使用される。誘電体多層膜は、反射させたい光の波長をλとした時に、高屈折率λ／４膜と低屈折率λ／４膜を交互に積層したものである。誘電体多層膜の材料としては、高屈折率膜には例えばＴｉＯ２やＴａ２Ｏ５が好適に使用され、例えば低屈折率膜にはＳｉＯ２やＭｇＦ２が好適に使用される。本発明では高屈折率膜にＴｉＯ２を使用し、低屈折率膜にＳｉＯ２を使用している。また、一層のＳｉＯ２膜（低屈折率誘電体膜）とその膜に密着して形成された一層のＴｉＯ２膜（高屈折率誘電体膜）を１周期とした場合には、反射率を大きくする点と薄型化を考慮すると３周期から４０周期とすることが好ましい。この周期を多くして誘電体多層膜を積層することで、反射率は大きくなる。この様に誘電体多層膜の周期を増減することで所望の反射率を調整可能となる。
【００４４】
反射ミラー膜４の形成方法も、圧電膜７の形成方法と同様、例えば、スパッタ法または蒸着法と多くあるが、薄膜を形成できる技術であれば、特に制限されることはない。
【００４５】
第１，第２電極膜６，８の構成材料としては導電性の高い金属が好適に使用される。形状可変ミラー素子１を作製する工程で高温処理をするプロセスを用いる場合には、ＰｔやＩｒもしくはその合金など高温に強い材料が望ましい。第１，第２電極膜６，８の形成方法も、圧電膜７の形成方法と同様、例えば、スパッタ法または蒸着法と多くあるが、薄膜を形成できる技術であれば、特に制限されることはない。
【００４６】
なお、第１電極膜６と第２電極膜８では、その構成材料を異ならせてもよい。第１及び第２電極膜６，８はそれぞれ異なる材質の導電膜を積層しても良い。また、第１電極膜６を単層で構成し、第２電極膜８を多層構造としたりするなど、第１及び第２電極膜６，８で積層構造を互いに異ならせても良い。なお、第１及び第２電極膜６，８に外部から電圧を加える方法については、後述する。
【００４７】
また、形状可変部２は図２に示すように、基板３上の一部に設けられており、反射させたい光をほぼ形状可変部２で反射させることができる。すなわち、本実施の形態では、形状可変部２を形状可変部２よりも面積の大きな基板３の略中央部に設けることによって、形状可変ミラー素子１を他の部材に取り付ける際に、取り付け面積を大きくすることができ、取り付け強度などを強くすることができる。また、形状可変ミラー素子１に入射する光の入射面積は形状可変部２の形成面積よりも小さくすることで、確実に入射した光の反射方向を変えることができるが、多少入射する光の面積が形状可変部２よりも大きくても所望の特性は得られる。
【００４８】
更に、本実施の形態では、製造上工程を簡単にするように、形状可変部２及び形状可変部２を設けた基板３の面上に一体に反射ミラー膜４を設けたが、少なくとも光を入射する面に（形状可変部２の少なくとも一部）反射ミラー膜４を設ければ良く、好ましくは形状可変部２全体に反射ミラー膜４を設けることが好ましい。また、反射ミラー膜４は、形状可変部２よりもわずかにはみ出す程度に設けても良い。
【００４９】
この様に、反射ミラー膜４を少なくとも形状可変部２及び形状可変部２を含むその近傍部分に設ける場合には、パターニングやエッチングなどの手法を用いて、反射ミラー膜４を部分的に設ける。
【００５０】
本実施の形態では、形状可変部２を基板３に一つのみ設けたが、図２６（Ａ），図２６（Ｂ）に示すように複数の形状可変部２を一つの基板３上に設けても良い。図２６には、形状可変部２を２個，４個設けた例を示したが、当然５個以上設けてもよく、奇数個設けても良い。形状可変部２を設ける個数は、仕様などによって適宜決定可能であり、このような構成によって、一つの基板３に搭載した第１の形状可変部と第２の形状可変部では、それぞれ反射させる光の波長を異ならせたり、あるいは、同じ光を第１および第２の形状可変部２に照射して反射方向を変えたりさまざまなバリエーションを持たせることができる。すなわち、形状可変部２を複数設けた場合に、それぞれを同期して動作させることも可能であるし、それぞれを独立して動作させることもできる。また、形状可変部２の形状としては、円形状としたが、図２７（Ａ）〜（Ｃ）に示すような三角形状，方形状，５角形などの多角形状とすることもでき、これらは、仕様などによって適宜形状を変更可能である。
【００５１】
本実施の形態の形状可変ミラー素子の製造方法について、図面を参照して説明する。図５は形状可変ミラー素子の製造工程を示す形状可変ミラー素子断面図である。
【００５２】
まず、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように厚みが２００μｍ〜４００μｍの薄いＳｉ基板３上に第２電極膜８、圧電膜７、第１電極膜６と弾性板膜５を順次形成する。第２電極膜８の材料にはＩｒを使用し、第１電極膜６にＡｕ／Ｔｉを使用し、各電極膜６，８の厚みは０．０５μｍ〜０．１μｍμｍとした。圧電膜７の材料にはＰＺＴを使用し、ＰＺＴの厚みは１μｍから５μｍとした。弾性板膜５の材料には付着力や耐腐食性に優れるＣｒを使用し、Ｃｒの膜厚は１μｍ〜３μｍとした。膜の形成は、第１電極膜のＡｕ／Ｔｉは基板３側からＡｕ膜，Ｔｉ膜の順で蒸着法を使用して成膜し、他の膜はスパッタ法でおこなった。
【００５３】
次に、図５（Ｃ）に示すように弾性板膜５等の積層膜をフォトリソグラフィー法とエッチング法により所望の形状に加工する。
【００５４】
最後に、図５（Ｄ）に示すように反射ミラー膜４を形成する。本実施の形態においては、反射ミラー膜４にＳｉＯ２／ＴｉＯ２からなるλ／４膜を蒸着法により２０層形成した。これにより、形状可変ミラー素子１が完成する。
【００５５】
なお、説明及び図示をしていないが、必要に応じて絶縁膜を各膜の層間に形成する。例えば、基板３に導電性の比較的高いＳｉ基板を使用している場合には第２電極膜８と基板３との間に絶縁膜を形成すれば良いし、弾性板膜５に金属膜を使用する場合には第１電極膜６と弾性板膜５との間に絶縁膜を形成すれば良い。例えば、絶縁性を確保するには、基板３と第２電極膜８の間にシリカなどの膜を形成したり、あるいは、基板３を上述のように、Ｓｉ基板で形成した場合には、シリコンの表面を酸化させて絶縁層を形成しても良く、この様に別途の膜を設けなくても構成する各膜の構成材料の特性を生かして、熱処理や薬品処理などによって絶縁膜を形成することで、より簡単に絶縁膜を形成でき工程なども簡単になって生産性が向上する。
【００５６】
以上のように構成された形状可変ミラー素子の動作を図面とともに説明する。図３および図４は形状可変ミラー素子２の動作を示す側断面図である。形状可変ミラー素子１の第１電極膜６と第２電極膜８に電圧を印加すると、例えば図３で示す断面形状になる。逆の極性の電圧をそれぞれの個別電極膜６，８に印加した場合、図４で示す断面形状となる。圧電膜７は電圧が印加されると伸び縮みする。そのため、第１電極膜６にプラス極性の電圧を印加した場合に電圧印加部分の圧電膜７が伸びるとした場合、マイナス極性の電圧を印加した場合には電圧印加部分の圧電膜７は縮む。その結果、第１電極膜６にプラス極性の電圧を印加した場合、図３の如く反射ミラー面は凸面となる。逆に、第１電極膜６にマイナス極性の電圧を印加した場合、図４の如く反射ミラー面は凹面となる。
【００５７】
以上、説明したように、本発明の実施の形態１の形状可変ミラー素子によれば、薄い基板と積層膜で構成されているので、極めて簡単な構成でしかも薄い素子が可能となる。その結果、低い印加電圧でも変形量が大きい形状可変ミラー素子が実現できる。
【００５８】
（実施の形態２）
以下、本発明の形状可変ミラー素子の実施の形態２について、図面を参照して説明する。
【００５９】
図６は本発明の実施の形態２の形状可変ミラー素子の側断面図である。
【００６０】
図７は本発明の実施の形態２の形状可変ミラー素子の反射ミラー面側を示す斜視図である。
【００６１】
以下、特に詳述していない部分は実施の形態１と同様である。
【００６２】
形状可変ミラー素子１は、少なくとも形状可変部２と形状可変部２を支持する基板３とで構成される。
【００６３】
基板３は形状可変部２を支持しており、例えばガラス基板９と樹脂層１１からなる。形状可変部２は上面より反射ミラー膜４、圧電膜７を電圧印加するための第２電極膜８、伸縮により形状可変部２を変形させる圧電膜７、圧電膜７を電圧印加するためのもう一方の第１電極膜６、変形方向や変形形状等を決定する弾性板膜５とからなる。本実施の形態においては、樹脂層１１に実施の形態１に示す弾性板膜５の機能を持たせているので、弾性板膜５と樹脂層１１とは同一である。
【００６４】
本実施の形態で使用した材料は実施の形態１とほぼ同様である。異なる点は、基板３としてガラス基板９と樹脂層１１を使用した点である。ガラス基板９は、特にガラス材料に制限されるものではなく表面が平滑で好ましくは鏡面を有するものであればよい。樹脂層１１の材料は、圧電膜のヤング率の１／１００〜１／１０程度の弾性に富む材料が使用される。
【００６５】
本実施の形態の形状可変ミラー素子の製造方法について、図面を参照して説明する。図１０は本発明の実施の形態２の形状可変ミラー素子の製造工程を示す形状可変ミラー素子の断面図である。
【００６６】
本実施の形態の製造工程の特徴は、２種類の基板を使用することにある。すなわち、圧電膜７を形成する第１基板１０と形状可変ミラー素子１を支持する基板（ガラス基板９）を使用する。両基板は製造工程の途中で接着し、圧電膜７を形成した第１基板１０はエッチング等により除去される。
【００６７】
最初に、図１０（Ａ），（Ｂ）に示すように第１基板１０上に第２電極膜８と圧電膜７と第１電極膜６とを形成する。第１基板１０の材料としてはＭｇＯ単結晶を使用した。これと並行して、図１０（Ｃ），（Ｄ）に示すようにガラス基板９には樹脂層１１を形成する。ガラス基板９の材料としてはガラスを使用したが、他の材料で構成された板材料でも良い。樹脂層１１の材料にはポリイミドを使用したが、他の樹脂材料でも良い。樹脂層１１の形成は液状のポリイミド樹脂を塗布し焼成することにより行われる。
【００６８】
次に、図１０（Ｅ）に示すように第１基板１０の膜面とガラス基板９のポリイミドで構成された樹脂層１１の面とを合わせ接着を行う。この接着に用いる接着材料にはエポキシ樹脂系の接着剤を使用したが、他の材料でも良い。次に、リン酸水溶液によりＭｇＯ基板である第１基板１０を全てエッチング等により除去する。これにより、ＭｇＯ基板である第１基板１０上の積層膜は基板３（ガラス基板９＋樹脂層１１）に転写されたことになる。この後、電少なくとも積層膜等をフォトリソグラフィーとエッチング等により所望の形状に加工する。その結果、圧電膜７の下面には柔らかいエポキシ樹脂やポリイミド樹脂（樹脂層１１：弾性体膜５の機能を有する）が配置することになるので、圧電膜７に対する拘束力がガラス基板９やＭｇＯ基板で構成された第１基板１０に対して小さくなる。しかも、これらの樹脂は適度な硬さを有するために圧電膜用配線層（第１，第２電極膜６，８）の形成等を妨げない。最後に、第２電極膜８上に反射ミラー膜４を形成することにより形状可変ミラー素子１が完成することになる。
【００６９】
このように構成された形状可変ミラー素子１の動作を図面とともに説明する。図８および図９は本発明の実施の形態２の形状可変ミラー素子の動作を示す側断面図である。形状可変ミラー素子１の第１電極膜６と第２電極膜８に電圧を印加すると、例えば図８で示す断面形状になる。逆の極性の電圧をそれぞれの第１、第２電極膜に印加した場合、図９で示す断面形状となる。圧電膜７は電圧が印加されると伸び縮みする。そのため、第１電極膜６にプラス極性の電圧を印加した場合に電圧印加部分の圧電膜７が伸びるとした場合、マイナス極性の電圧を印加した場合には電圧印加部分の圧電膜７は縮む。その結果、第１電極膜６にプラス極性の電圧を印加した場合、図８の如く、ガラス基板９はほとんど変形しないが、形状可変部２は弾性に富む柔らかい樹脂（樹脂層１１）を引き伸ばすようにして変形することになる。その結果、反射ミラー膜４の反射面は凸面となる。逆に、第１電極膜６にマイナス極性の電圧を印加した場合、図９の如く、ガラス基板９はほとんど変形しないが、形状可変部２は柔らかい樹脂（樹脂層１１）を押し縮めるようにして変形することになる。その結果、図９の如く反射ミラー膜４の反射面は凹面となる。
【００７０】
以上のように、本実施の形態２の形状可変ミラー素子１によれば、ガラス基板９と形状可変部２の間にはポリイミド等の樹脂層１１が形成されており、形状可変部２は剛性の高いガラス基板９等に拘束されず樹脂層１１に拘束される。樹脂は弾性に富むために、形状可変部２の拘束力がガラス基板９と比較し軽減される。その結果、形状可変部２は低い印加電圧でも効率的に変形させることができ、変形量の大きい形状可変ミラー素子１が実現できる。
【００７１】
また、本実施の形態の製造方法によれば、ガラス基板９等の平滑性が転写され鏡面状態になっている第２電極膜８面上に反射ミラー膜４を形成するので、極めて反射率の高い形状可変ミラー素子１が実現できる。
【００７２】
（実施の形態３）
以下、本発明の形状可変ミラー素子の実施の形態３について、図面を参照して説明する。
【００７３】
図１１は本発明の実施の形態３の形状可変ミラー素子の側断面図である。
【００７４】
図１２は本発明の実施の形態３の形状可変ミラー素子の反射ミラー面側を示す斜視図である。
【００７５】
以下、特に詳述していない部分は実施の形態１と同様である。
【００７６】
実施の形態３の形状可変ミラー素子の特徴は形状可変部２がダイヤフラム構造となっていることである。
【００７７】
形状可変ミラー素子１は、少なくとも形状可変部２と形状可変部２を支持する基板３で構成される。
【００７８】
基板３としてはＳｉ基板を用い、形状可変部２の周囲（周縁部）を支持する構造となっている。形状可変部２の内周部はダイヤフラム構造となっている。形状可変部２は上面より反射ミラー膜４、圧電膜７を電圧印加するための第１電極膜６、伸縮により形状可変部２を変形させる圧電膜７、圧電膜を電圧印加するためのもう一方の第２電極膜８、変形量や変形形状等を決定する弾性板膜５と、からなる。
【００７９】
なお、本実施の形態で使用した材料等は実施の形態１と同様である。
【００８０】
本実施の形態の形状可変ミラー素子１の製造方法について説明する。図１５は本発明の実施の形態３の形状可変ミラー素子の製造工程を示す形状可変ミラー素子の断面図である。本実施の形態の製造工程の特徴は、形状可変部をダイヤフラム構造とするための基板エッチング工程がある点である。
【００８１】
まず、図１５（Ａ），（Ｂ）に示すように両面ともに酸化膜が形成されたＳｉからなるあるいはＳｉを含む基板３上に第２電極膜８と圧電膜７と第１電極膜６と弾性板膜５を順次形成する。また、第２電極膜８の材料にはＩｒを使用し、第１電極膜６にＡｕ／Ｔｉを使用し、各電極膜の厚みは０．１μｍとした。圧電膜７にはＰＺＴを使用し、ＰＺＴの厚みは３μｍとした。
【００８２】
次に、図１５（Ｃ）に示すように弾性板膜５等をフォトリソグラフィー法とエッチング法により所望の形状に加工する。
【００８３】
次に、反射ミラー膜４を形成する。本実施の形態３においては、反射ミラー膜４にＳｉＯ２／ＴｉＯ２からなるλ／４膜を２０層形成した。
【００８４】
最後に、図１５（Ｄ）に示すようにダイヤフラム１２の形成するために、基板３として用いたＳｉ基板のエッチングを行う。基板３として用いたＳｉ基板の裏面にＳｉ酸化膜からなるエッチング用のマスクパターンを形成する。その後、Ｓｉ基板の裏面からＫＯＨ溶液などのエッチング液やリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）を使用して所望の深さまでエッチング加工することにより、形状可変部２がダイヤフラム１２となる。これにより、形状可変ミラー素子１が完成する。なお、本実施の形態の製造方法は、反射ミラー膜４を形成した後にダイヤフラム１２を形成したが、両工程を逆としても何ら差し支えない。また、本実施の形態では、ダイヤフラム１２を形成する場合に、基板３の裏面から表面にいくに従って、次第に断面径が小さくなるような穴を設けるように構成したが、断面が変化しないような径等の穴を設けてダイヤフラム１２を形成しても良い。
【００８５】
以上のように構成された形状可変ミラー素子１の動作を図１３と図１４に示した。図１３および図１４は本発明の実施の形態３の形状可変ミラー素子の動作を示す側断面図である。動作の説明は実施の形態１と同様なのでここでは省略する。本発明の実施の形態３の形状可変ミラー素子１よれば、形状可変部２がダイヤフラム１２からなる構成なので基板３に拘束されることが無い。その結果、形状可変部２は低い印加電圧でもより一層効率的に変形させることができ、変形量が非常に大きい形状可変ミラー素子１が実現できる。
【００８６】
本実施の形態の形状可変ミラー素子１は、ダイヤフラム１２からなる積層膜の内部応力を調整すると更に好ましい。形状可変ミラー素子１を構成する膜は全て内部応力を持つ。ダイヤフラム１２からなる形状可変部２を構成する積層膜の内部応力の総和が基板３に対して引張り応力とした場合、更に優れた形状可変ミラー素子１が実現できる。すなわち、ダイヤフラム１２を形成した時、ダイヤフラム１２からなる積層膜は内部応力が開放される。積層膜が弾性限界内の引張り応力の場合、ダイヤフラム１２からなる積層膜は自ら縮もうとする力が働く。その結果、ダイヤフラム１２は全く撓むことがない平面性に優れた状態で形成される。
【００８７】
また、積層膜が圧縮応力の場合、ダイヤフラム１２からなる積層膜は自らの伸びようとする力が働く。その結果、ダイヤフラム１２は撓み、平面性に劣った変形した状態で形成され易くなる。しかも、圧縮応力が極めて大きいとダイヤフラム１２の撓みが大きくなり形状可変ミラー素子１として機能しない場合が生じる。圧縮応力による形状可変部２の撓み変形量がＰＶ値で使用波長の１／４以下となる応力値で積層膜を形成した場合、反射ミラー膜４の反射面は理想的な鏡面となる。従って、予め、形状可変ミラー素子１を構成する積層膜の内部応力の総和をコントロールすることで、内部応力による形状可変部２の変形量がＰＶ値で使用波長の１／４以下が実現できるために、実用上、非常に優れた形状可変ミラー素子１が実現できる。
【００８８】
また、本実施の形態の他の製造方法として、弾性板膜面５上に反射ミラー膜４を形成したが、第２電極膜８面上に形成すると更に実用上好ましい形状可変ミラー素子１が実現できる。すなわち、各電極膜６，８や弾性板膜５等を多層にわたって積層すると膜表面は粗くなるので、基板３の鏡面が転写され鏡面状態になっている第２電極膜８面に反射ミラー膜４を形成した場合、極めて高い反射率の形状可変ミラー素子１が実現できる。
【００８９】
さらに、本実施の形態の他の製造方法として、ダイヤフラム形成工程を２つの工程に分けても良い。例えば、第１のダイヤフラム形成工程により基板３の厚みの半分以上をエッチングし、第２のダイヤフラム形成工程により残りの部分をエッチングすることにより、ダイヤフラム１２を形成する。一般に、ダイヤフラム１２の形状は形状可変ミラー素子１の変形形状に影響を与えるために精密なエッチング加工が必要となる。しかし、基板３として用いたＳｉ基板は一般に３００〜５００μｍ程度の厚みなので、基板３の裏面よりエッチングマスクパターンを形成し、表面の寸法形状を精密に加工することは非常に困難である。ダイヤフラム形成工程を２つの工程に分けた場合、第１の工程ではダイヤフラム１２を形成することがないので、加工精度は粗で良い。また、第２のダイヤフラム形成工程ではダイヤフラム１２は形成をするために、加工精度は高いことが必要であるが、エッチングする基板３の厚み自体が予め薄くなっているので、非常に寸法精度の良いエッチング加工が実現できる。
【００９０】
（実施の形態４）
以下、本発明の形状可変ミラー素子の実施の形態４について、図面を参照して説明する。
【００９１】
図１６は本発明の実施の形態４の形状可変ミラー素子の側断面図である。
【００９２】
図１７は本発明の実施の形態４の形状可変ミラー素子の反射ミラー面側を示す斜視図である。
【００９３】
以下、特に詳述していない部分は実施の形態１と同様である。
【００９４】
また、実施の形態４の形状可変ミラーの特徴は形状可変部の弾性板膜の膜厚が不均一となっていることである。
【００９５】
形状可変ミラー素子１は、少なくとも形状可変部２と形状可変部２を支持する基板３とを有している。
【００９６】
基板３はＳｉ基板等から構成され、形状可変部２の周囲を支持する構造となっている。形状可変部２の内周部はダイヤフラム構造となっている。形状可変部２は上面より反射ミラー膜４、圧電膜７に電圧を印加するための第１電極膜６、伸縮により形状可変部を変形させる圧電膜７、圧電膜７に電圧を印加するためのもう一方の第２電極膜８、変形方向や変形形状等を決定する弾性板膜５を加工した凸凹弾性板膜１３とを有している。なお、本実施の形態で使用した材料は実施の形態１と同様である。
【００９７】
本実施の形態の形状可変ミラー素子の製造方法について説明する。図２０は本発明の実施の形態４の形状可変ミラー素子の製造工程を示す形状可変ミラー素子の断面図である。本実施の形態の製造工程の特徴は、形状可変部２の振動板膜厚を複数の工程でエッチング加工する点である。
【００９８】
まず、図２０（Ａ），（Ｂ）に示すように両面ともにＳｉ酸化膜が形成されたＳｉからなる基板３上に第２電極膜８と圧電膜７と第１電極膜６と振動板膜５を順次形成する。
【００９９】
また、第２電極膜８の材料にはＩｒを使用し、第１電極膜６にＡｕ／Ｔｉを使用し、各電極膜の厚みは０．１μｍとした。圧電膜７にはＰＺＴを使用し、ＰＺＴの厚みは３μｍとした。
【０１００】
次に、図２０（Ｃ），（Ｄ）に示すように弾性板膜５をフォトリソグラフィー法とエッチング法により所望の形状に加工する。本実施の形態では、変形形状を曲率とするために、弾性板膜５の膜厚を同心円上に外周部分は厚く、内周部分は薄くした。また、弾性板膜５の加工は２つの工程に分けて行った。また、エッチング方法はリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）を使用し所望の深さまでエッチング加工した。このように、弾性板膜５に加工を施すことで、凸凹振動板膜１３を形成する。
【０１０１】
次に、図２０（Ｅ）に示すようにダイヤフラム１２を形成するために、基板３として用いたＳｉ基板の裏面にＳｉ酸化膜からなるエッチング用のマスクパターンを形成する。以後、Ｓｉ基板の裏面からＫＯＨ溶液などのエッチング液やリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）を用いて所望の深さまでエッチング加工することにより、Ｓｉ基板には形状可変部２がダイヤフラム１２となる。
【０１０２】
最後に、図２０（Ｆ）に示すように反射ミラー膜４を形成する。本実施の形態においては、反射ミラー膜４にＳｉＯ２／ＴｉＯ２からなるλ／４膜を２０層形成した。これにより、形状可変ミラー素子１が完成する。
【０１０３】
以上のように構成された形状可変ミラー素子１の動作を図１８と図１９に示した。図１８および図１９は本発明の実施の形態４の形状可変ミラー素子の動作を示す側断面図である。動作の説明は実施の形態１と同様なのでここでは省略する。実施の形態３の形状可変ミラー素子１においては、図１３と図１４の示す如く、形状可変部２の変形形状は楕円円弧状になる。一方、本実施の形態の形状可変ミラー素子１では図１８と図１９示す如く、形状可変部２の変形形状は円弧状になる。
【０１０４】
本実施の形態の形状可変ミラー素子１は、弾性板膜５の膜厚を不均一にすることで、形状可変部２の変形形状を制御したが、圧電膜７の膜厚を不均一にすることで、変形形状を制御することも可能である。
【０１０５】
また、圧電膜７と弾性板膜５の両膜の厚みを不均一にすれば、更なる自由度を持った変形形状が可能となることは言うまでもない。
【０１０６】
以上のように、本実施の形態の形状可変ミラー素子１によれば、弾性板膜５もしくは圧電膜７の膜厚を不均一にすることで、予め設定された曲率になるように適正な膜厚に調整するので、常に安定な曲率の変形形状が実現できる。例えば、レーザービームの波面を制御が可能となるので、集光性の良い焦点が安定的に実現できる。また、レーザービーム径を縮小・拡大の制御が可能となるので、レーザービームの焦点位置を安定的に可変できる。
【０１０７】
（実施の形態５）
図面を参照して本発明の実施の形態の形状可変ミラーユニットを説明する。図２１形状可変ミラーユニットの構成を模式的に示す斜視図である。この形状可変ミラーユニット１５は、形状可変ミラー素子１が弾性部材１６によって浮遊支持された可動部として構成されている。より詳細には、形状可変ミラーユニット１５は、形状可変ミラー素子１と形状可変ミラー素子１を支持し固定するベース１７、及び形状可変ミラー素子１とベース１７を弾性部材１６により浮遊支持する筐体１８とを有している。
【０１０８】
本実施の形態における形状可変ミラーユニット１５のアクチュエーターはボイスコイルモータである。筐体１８にはコイル１９が配されており、磁束付与手段として働く。ベース１７の裏面に固定された永久磁石２０を配している。従って、形状可変ミラーユニット１５は、コイル１９へ電流供給を行うことによって、形状可変ミラー素子１自体が動作可能となっている。本実施の形態においては高さ方向のみの駆動機構の場合を示したが、弾性部材１６の支持方法とコイルと磁石の配置により２軸以上の方向も動作可能である。
【０１０９】
以上のように、本発明の形状可変ミラーユニット１５によれば、光ピックアップ等の光学系に組み付けた場合、組み付けバラツキをアクチュエーターにより容易に補正できる。
【０１１０】
なお、本実施の形態では、永久磁石２０をベース１７に搭載し、筐体１８にコイル１９を搭載したが、逆に、筐体１８に永久磁石２０を、ベース１７にコイル１７を搭載しても良い。
【０１１１】
（実施の形態６）
図面を参照して本発明の実施の形態の光ピックアップを説明する。図２２は本発明の形状可変ミラーを含む光ピックアップの光学系を示す図である。
【０１１２】
このような構成を備えた光ピックアップ２０では、レーザー素子２１から発せられたレーザー光は、コリメーターレンズ２２により平行光に変換される。この平行光は、形状可変ミラー素子１で反射され、偏向ビームスプリッタ２３を通り、対物レンズ２４で集光され、光ディスク２５に焦点を結ぶ。光ディスク２５から反射したレーザー光は、対物レンズ２４、λ／４板２６及び偏向ビームスプリッタ２３を通り、光検出光学系２７で集光され、光検出素子２８で検出する。この検出素子２８にはチルト検出用の検出素子も含まれている。
【０１１３】
この光学系では、光ディスク２５がレーザー光の光軸に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ー光の波面は乱れ、波面収差（コマ収差）が発生する。つまり、光ディスクがレーザーの光軸に対して垂直であれば、波面は図で示すような収差を含まれないが、ディスクがチルトしたときに発生する波面収差は、反射光にそのまま含まれる。この場合、予め形状可変ミラー素子１を波面収差分のみ変形させて、レーザー光に波面収差を発生させると、光ディスク記録面の焦点において位相の揃ったレーザー光が集光するように制御することにより、波面収差が減少させることができる。
【０１１４】
なお、本実施の形態では波面収差補正素子として、形状可変ミラー素子１を使用したが、形状可変ミラーユニット１５であれば更に収差補正制御の自由度が高くなるので、より正確な記録再生が実現できる。
【０１１５】
また、光ディスクの保護膜の膜厚が不均一な場合には、波面収差（コマ収差）が発生する。この場合も予め形状可変ミラー素子を波面収差分のみ変形させることにより、波面収差が減少させることができる。
【０１１６】
本発明の光ピックアップによれば、簡単な構成でサイズが小さいので、立ち上げミラー同様の取り扱いで光ピックアップの光学系組み付けることが可能となる。その結果、構造を大きく変更することなく、波面収差補正手段を搭載した光ピックアップが実現できる。
【０１１７】
電極の引き回し構造について図面を参照して説明する。図２３は本発明の形状可変ミラー素子の配線構造を示す図である。
【０１１８】
１２６は第２電極膜８と駆動回路を結線するための第２電極端子である。また、第２電極膜８と第２電極端子１２６は引き回し線１２７により結線がなされている。
【０１１９】
１２８は第１電極膜６と駆動回路を結線するための第１電極端子である。また、第１電極膜６と第１電極端子１２８は引き回し線１２９により結線がなされている。
【０１２０】
１３０は第２電極膜８と第２電極端子１２６および引き回し線１２７を基板３と絶縁するための絶縁膜である。
【０１２１】
１３１は第１電極膜６を弾性板膜５と絶縁するための絶縁膜である。
【０１２２】
本実施の形態の形状可変ミラー素子１の反射ミラー膜４には誘電体多層膜を使用しており、誘電体多層膜はそれ自体が絶縁膜としても機能する。
【０１２３】
第２電極膜８，第２電極端子１２６及び引き回し線１２７は、絶縁膜１３０上に密着されてなる同一の膜で形成されている。
【０１２４】
第１電極６，第１電極端子１２８及び引き回し線１２９は、圧電膜７上に密着されてなる同一の膜で形成されている。
【０１２５】
この時、第１電極６と引き回し線１２９とを絶縁するために、圧電膜７を絶縁膜として利用しているので、引き回し線１２９や第１電極端子１２８の下には第２電極端子１２６や引き回し線１２７と同層の膜は無い。
【０１２６】
他の電極の引き回し構造の実施の形態について、図面を参照して説明する。図２４は本発明の形状可変ミラー素子の電極の引き回し構造を具体的に示す図である。
【０１２７】
第２電極膜８から第２電極端子１２６への引き回しは、（電極引き回し構造の実施の形態１）と同様なのでここでは省略する。
【０１２８】
第１電極６から第１電極端子１２８への引き回し構造は、圧電膜上に絶縁膜１３１にスルーホールを形成し引き回し線を結線することによりなる。
【０１２９】
従って、本実施の形態の場合は、第１電極膜６の膜と、第１電極端子１２８と引き回し線１２９の膜の同一層ではない。
【０１３０】
【発明の効果】
以上のように、本発明の形状可変ミラー素子によれば、簡単な構成で極めて薄く、低い印加電圧でも変形量の大きい形状可変ミラー素子及び形状可変ミラーユニットを提供できるという優れた効果が得られる。
【０１３１】
また、本発明の形状可変ミラー素子の製造方法によれば、形状可変部下に薄い基板を接合することのない工程を備えた構成よりなる低い印加電圧でも変形量の大きい形状可変ミラー素子の製造方法をできるという優れた効果が得られる。それと同時に、極めて高い反射率の形状可変ミラー素子を提供という優れた効果も得られる。
【０１３２】
さらに、本発明の光ピックアップよれば、従来の光ピックアップの光学系の構成を大きく変更することなく、波面収差補正手段を搭載した光ピックアップを提供できるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の形状可変ミラー素子の側断面図
【図２】本発明の形状可変ミラー素子の反射ミラー面側を示す斜視図
【図３】形状可変ミラー素子の動作を示す側断面図
【図４】形状可変ミラー素子の動作を示す側断面図
【図５】形状可変ミラー素子の製造工程を示す形状可変ミラー素子の断面図
【図６】本発明の実施の形態２の形状可変ミラー素子の側断面図
【図７】本発明の実施の形態２の形状可変ミラー素子の反射ミラー面側を示す斜視図
【図８】本発明の実施の形態２の形状可変ミラー素子の動作を示す側断面図
【図９】本発明の実施の形態２の形状可変ミラー素子の動作を示す側断面図
【図１０】本発明の実施の形態２の形状可変ミラー素子の製造工程を示す形状可変ミラー素子の断面図
【図１１】本発明の実施の形態３の形状可変ミラー素子の側断面図
【図１２】本発明の実施の形態３の形状可変ミラー素子の反射ミラー面側を示す斜視図
【図１３】本発明の実施の形態３の形状可変ミラー素子の動作を示す側断面図
【図１４】本発明の実施の形態３の形状可変ミラー素子の動作を示す側断面図
【図１５】本発明の実施の形態３の形状可変ミラー素子の製造工程を示す形状可変ミラー素子の断面図
【図１６】本発明の実施の形態４の形状可変ミラー素子の側断面図
【図１７】本発明の実施の形態４の形状可変ミラー素子の反射ミラー面側を示す斜視図
【図１８】本発明の実施の形態４の形状可変ミラー素子の動作を示す側断面図
【図１９】本発明の実施の形態４の形状可変ミラー素子の動作を示す側断面図
【図２０】本発明の実施の形態４の形状可変ミラー素子の製造工程を示す形状可変ミラー素子の断面図
【図２１】形状可変ミラーユニットの構成を模式的に示す斜視図
【図２２】本発明の形状可変ミラーを含む光ピックアップの光学系を示す図
【図２３】本発明の形状可変ミラー素子の配線構造を示す図
【図２４】本発明の他の実施の形態における形状可変ミラー素子の配線構造を示す図
【図２５】本発明の一実施の形態における形状可変ミラー素子を示す図
【図２６】本発明の一実施の形態における形状可変ミラー素子を示す図
【図２７】本発明の一実施の形態における形状可変ミラー素子を示す図
【符号の説明】
１ 形状可変ミラー素子
２ 形状可変部
３ 基板
４ 反射ミラー膜
５ 弾性板膜
６ 第１電極膜
７ 圧電膜
８ 第２電極膜
９ ガラス基板
１０ 第１基板
１１ 樹脂層
１２ ダイヤフラム
１３ 凸凹振動板膜
１５ 形状可変ミラーユニット
１６ 弾性部材
１７ ベース
１８ 筐体
１９ コイル
２０ 永久磁石
２１ レーザー素子
２２ コリメーターレンズ
２３ 偏向ビームスプリッタ
２４ 対物レンズ
２５ 光ディスク
２６ λ／４板
２７ 光検出光学系
２８ 光検出素子
２９ 光ピックアップ
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電膜に所定の電圧を印加して反射ミラー面の形状を可変する形状可変ミラー素子及び形状可変ミラー素子の製造方法並びに形状可変ミラーユニット並びに光ピックアップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の形状可変ミラー素子としては、鏡面をケーブルで引張り、引張り量を変えることによって鏡面形状を変えることができるミラー素子（例えば、特許文献１参照。）や、弾性のある鏡面を裏面から押さえ、凹面、凸面、平面に変形可能なミラー素子（例えば、特許文献２参照。）などが開示されている。しかし、これらの形状可変ミラーは、いずれも、機械的変形機構によってミラー本体の形状を変形するものであり、構成が複雑であり、極めて大きいサイズの光学部品となっている。
【０００３】
また、小さいサイズの形状可変ミラー素子としては、セラミックスの圧電材料の上面に、反射ミラー面および電極膜にはリード線が半田付けされたミラー素子（例えば、特許文献３参照。）が開示されている。しかし、この形状可変ミラー素子は、圧電材料にバルク材料を使用しているために、圧電材料の厚みが非常に厚くなっている。その結果、形状を大きく可変するためには非常に高い印加電圧が必要となる。
【０００４】
更なる微小サイズの形状可変ミラー素子としては、圧電膜を反射ミラー板に貼り付けたミラー素子（例えば、特許文献４参照。）が開示されている。反射ミラー板には、例えばガラス反射鏡、反射膜、シリコンウェハー等を使用している。このミラー素子の場合も非常に高い印加電圧が必要であることが容易に推察される。すなわち、非常に薄いガラス反射鏡やシリコンウェハー等は研削や高精度の研磨が作製されるが、製造上のコストが大きくなり実現性が困難である。また、圧電膜と反射ミラー板を接着しただけの構成のミラー素子では機械的強度が弱く、それ自体で自立することができず、実用上に適さない。従って、反射鏡、反射膜、シリコンウェハー等を実用上、反射ミラーとして使用する場合は、ある程度の厚みを要する。
【０００５】
微小サイズの形状可変ミラー素子の用途としては、一般に光ディスクを用いた情報記録媒体として、コンパクト・ディスク（ＣＤ）やデジタル・ビデオ・ディスク（ＤＶＤ）などの光記録再生装置用の光ピックアップがある。ＤＶＤはＣＤに比べて記録密度が高いため、情報を読み書きする際に要求される条件が厳しい。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、ディスクは樹脂で作られているため、厳密に見ると相当な曲面となっている。従って、ディスクが回転すると、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。また、光ディスクの記録層は樹脂層の上面に形成されている。そのため、ディスク面が対物レンズの光軸に対して垂直でなくなると、対物レンズを透過した光の光路が曲がり、光のスポット位置が正しい位置からずれて波面収差を生じる。そして、この収差が許容値を超えると、正しく記録再生できなくなる。
【０００６】
波面収差を光学的に補正する手段としては、透明圧電素子単体の厚みを可変することより、波面収差を補正する波面補正板（例えば、特許文献５参照。）が、開示されている。しかし、この方法は必要変位を得るのに高電圧が必要となるので、光ピックアップなどに適用できないものである。他の波面収差を光学的に補正する手段としては、ミラー自体を積層型圧電素子で変形させ位相制御する方法（例えば、特許文献６参照。）が開示されているが、光ピックアップなどの小さい部品に使用するには配線が複雑になるという問題があり、組み付けコストも高くなる。また、配線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する必要があるため、技術的にもコスト的にも容易でない。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−１２７０６７号公報
【特許文献２】
特開平７−３１１３０５号公報
【特許文献３】
特開平１０―１０４５９号公報
【特許文献４】
特開２００１−３４９９３号公報
【特許文献５】
特開平５−１４４０５６号公報
【特許文献６】
特開平５−３３３２７４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した従来の圧電素子を使用した形状可変ミラー素子の課題を解決するものである。すなわち、本発明の第１の目的は、簡単な構成で極めて薄く、低い印加電圧でも変形量が大きい形状可変ミラー素子及び形状可変ミラーユニットの提供することにある。
【０００９】
本発明の第２の目的は、形状可変ミラー素子の製造方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の第３の目的は、従来の光ピックアップの構造を大きく変更することなく、波面収差補正手段を搭載した光ピックアップを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の形状可変ミラー素子は、薄い基板と薄膜形成技術で膜を積層した構成よりなる。この構成により、簡単な構成で極めて薄く、低い印加電圧でも変形量の大きい形状可変ミラー素子及び形状可変ミラーユニットを提供することが可能となる。
【００１２】
また、本発明の形状可変ミラー素子の製造方法は、形状可変部下に薄い基板を接合することのない工程を備えた構成よりなる。この構成により、低い印加電圧でも変形量の大きい形状可変ミラー素子の製造方法を提供することが可能となる。それと同時に基板面が転写され鏡面状態になっている電極膜面上反射ミラー膜を形成できるので、反射率の高い形状可変ミラー素子を提供することが可能となる。
【００１３】
また、本発明の光ピックアップは、形状可変ミラー素子もしくは形状可変ミラーユニットを波面収差補正手段として使用した構成よりなる。この構成により、光学系の構成を大きく変更することなく、波面収差補正手段を搭載した光ピックアップを提供することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
請求項１記載の発明は、圧電膜と、前記圧電膜に電圧を供給する第１電極膜及び第２電極膜と、前記圧電膜に設けられた反射ミラー膜とを備えた形状可変部と、前記形状可変部を支持する基板とを備えた形状可変ミラー素子であって、形状可変部に弾性を付与する弾性手段を設けたことを特徴とする形状可変ミラー素子であり、薄い基板と薄膜形成技術で膜を積層した構成とすることにより、簡単な構成で極めて薄い形状可変ミラー素子が可能となり、低い印加電圧でも変形量が大きくできるという作用を有する。
【００１５】
請求項２記載の発明は、圧電膜の一方の面に第１電極膜を設け、他方の面に第２電極膜を設けたことを特徴とする請求項１記載の形状可変ミラー素子であり、圧電膜に確実に、電圧を印可でき圧電膜を効率よく変形することが可能となる。
【００１６】
請求項３記載の発明は、弾性手段として、反射ミラー膜，第１電極膜，第２電極膜，基板の少なくとも一つに弾性を持たせたことを特徴とする請求項１記載の形状可変ミラー素子であり、別途弾性を付与する部材などを設けなくても良いので、素子自体が簡単な構造になり、線賛成が向上する。
【００１７】
請求項４記載の発明は、弾性手段として、別途弾性板膜を設け、前記弾性板膜を基板と反射ミラー膜の間に設けたことを特徴とする請求項１記載の形状可変ミラー素子とすることで、弾性を専門に付与する部材を設けたことで、弾性の調整が容易になり、精度良い特性を得ることができる。
【００１８】
請求項５記載の発明は、基板において形状可変部を支持する面積は基板面積よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の形状可変ミラー素子であり、この構成によって、他の部材への取り付け面積などが大きくなり、取り付け強度などを大きくできる。
【００１９】
請求項６記載の発明は、形状可変部に設けられた反射ミラー膜は基板上まで延設され、しかも前記形状可変部に設けられた反射ミラー膜と前記形状可変部を非配設とした部分に設けられた反射ミラー膜は一体構成としたことを特徴とする請求項５記載の形状可変ミラー素子であり、基板全面に反射ミラー膜を設ける工程とすることができるので、生産性が飛躍的に向上する。
【００２０】
請求項７記載の発明は、形状可変部の外形形状は、円形，楕円形，四角形，多角形，三角形から選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする請求項１記載の形状可変ミラー素子であり、形状可変部を精度良く形成できる。
【００２１】
請求項８記載の発明は、一つの基板上に形状可変部を複数設けたことを特徴とする請求項１記載の形状可変ミラー素子であり、素子に入射する複数の独立した光をそれぞれ、個別に調整でき、また、入射した一つの光を部分的に調整可能とすることができる。
【００２２】
請求項９記載の発明は、前記弾性板膜が樹脂からなり、前記樹脂のヤング率が前記圧電膜のヤング率の１／１００〜１／１０であることを特徴とする請求項４記載の形状可変ミラー素子であり、弾性板膜材料のヤング率が圧電膜に比べて十分小さいので、弾性板膜の膜厚を圧電体膜よりも厚くしても、変形量が大きくできるという作用を有する。
【００２３】
請求項１０記載の発明は、前記形状可変部が、薄い基板の中空部分の開口部に形成されたダイヤフラム構成を有することを特徴とする請求項１記載の形状可変ミラー素子であり、形状可変部をダイヤフラム構成とすることにより、形状可変部の変形を拘束する基板が形状可変部下に存在しないので、低い印加電圧でも変形量を極めて大きくできるという作用を有する。
【００２４】
請求項１１記載の発明は、前記形状可変部を構成する膜の内部応力の総和が圧縮もしくは引張り応力状態であって、内部応力による前記形状可変部の変形量がＰＶ値で使用する光の波長の１／４以下であることを特徴とする請求項１０記載の形状可変ミラー素子であり、予め、形状可変部を構成する膜の内部応力をコントロールし、内部応力による形状可変部の変形量がＰＶ値で使用波長の１／４以下とすることで、反射ミラー面が光学的に理想的な平滑面にできるという作用を有する。
【００２５】
請求項１２記載の発明は、形状可変部中に弾性手段として弾性板膜を設け、前記弾性板膜の膜厚が領域によって異なることを特徴とする請求項１１記載の形状可変ミラー素子であり、予め、弾性板膜の膜厚を領域によって不均一にすることにより、形状可変部の変形形状を所望の形状、例えば常に安定な曲率の変形形状が実現できるという作用を有する。
【００２６】
請求項１３記載の発明は、前記形状可変部にある前記圧電膜の膜厚が領域によって異なることを特徴とする請求項１１記載の形状可変ミラー素子であり、予め、圧電膜の膜厚を領域によって不均一にすることにより、形状可変部の変形形状を所望の形状、例えば常に安定な曲率の変形形状が実現できるという作用を有する。
【００２７】
請求項１４記載の発明は、請求項１〜１３いずれか１記載の形状可変ミラー素子と前記形状可変ミラー素子自体を移動させるアクチュエーターとを一体化したことを特徴とする形状可変ミラーユニットであり、形状可変ミラー素子をアクチュエーターにより微小に移動させることにより、光ピックアップ等の光学系に組み付けた場合、組み付けバラツキをアクチュエーターで容易に補正できるという作用を有する。
【００２８】
請求項１５記載の発明は、圧電膜と第１電極膜または第２電極膜が形成された薄い基板と、樹脂を含む基板と、を接着する工程と、前記薄い基板をエッチングする工程とを有することを特徴とする形状可変ミラー素子の製造方法であり、形状可変部を樹脂を含む基板に転写し形成することにより、形状可変部が直接薄い基板に拘束されることがないので、低い印加電圧でも変形量の大きい形状可変ミラー素子の製造方法を提供することが可能となる。それと同時に、反射ミラー膜を基板面が転写され鏡面状態になっている電極膜面上に形成するので、反射率の高い形状可変ミラー素子を提供することが可能となる。
【００２９】
請求項１６記載の発明は、薄い基板をエッチングしダイヤフラムを形成するダイヤフラム形成工程と、前記ダイヤフラム形成工程後に反射ミラー膜を形成する反射ミラー膜形成工程とを有することを特徴とする形状可変ミラー素子の製造方法であり、接合・転写等とは異なる製造方法であり、基板上に直接ダイヤフラムを形成することにより、製造工程が簡素化され歩留まりの高い形状可変ミラー素子が製造できるという作用を有する。それと同時に、反射ミラー膜を基板面が転写され鏡面状態になっている電極膜面上に形成することもできるので、反射率の高い形状可変ミラー素子を提供することが可能となる。
【００３０】
請求項１７記載の発明は、薄い基板をエッチングしダイヤフラムを形成するダイヤフラム形成工程が２段階のエッチング工程を有し、前記薄い基板の厚みの半分以上をエッチングする第１の工程と、残りの厚み部分をエッチングする第２の工程とを有することを特徴とする形状可変ミラー素子の製造方法であり、第２の工程では薄い部分をエッチングすることによりダイヤフラムを形成することになるので、エッチング形状のバラツキを小さくでき寸法精度が優れたイヤフラムを形成できるという作用を有する。
【００３１】
請求項１８，１９記載の発明は、光ディスクにデータを記録または再生する装置であって、レーザー光の波面収差を補正する手段を有する光ピックアップにおいて、請求項１〜１３記載の形状可変ミラー素子もしくは請求項１４記載の形状可変ミラーユニットとを波面収差補正手段として使用することを特徴とする光ピックアップであり、立ち上げミラー同様の取り扱いで光ピックアップの光学系へ組み付けることができるので、従来の光ピックアップの光学系の構成を大きく変更することなく、しかも容易に、波面収差補正手段を搭載することが可能となる。
【００３２】
以下に、本発明の実施の形態をより詳細に説明する。
【００３３】
（実施の形態１）
以下、本発明の形状可変ミラー素子の実施の形態１について、図面を参照して説明する。ただし、本発明とは直接関係しないリード線や電圧を印加するため端子等は図示していない。さらに、図面中の膜厚や基板の厚み、変形量等は理解を容易にする目的のために、実際の寸法とは異なる。以下、全ての図面において同様である。
【００３４】
図１は本発明の形状可変ミラー素子の側断面図である。
【００３５】
図２は本発明の形状可変ミラー素子の反射ミラー面側を示す斜視図である。
【００３６】
形状可変ミラー素子１は、形状可変部２と形状可変部２を支持する基板３で少なくとも構成されている。
【００３７】
基板３は形状可変部２を支持しており、形状可変部２は上面より順に反射ミラー膜４、変形方向や変形形状等を決定する弾性板膜５、圧電膜７に電圧を印加するための第１電極膜６、伸縮により形状可変部２を変形させる圧電膜７、圧電膜７に電圧を印加するためのもう一方の第２電極膜８とを有している。
【００３８】
基板３の材料としては、ＳｉやＭｇＯ等の単結晶材料が圧電膜７の圧電特性が良好になりやすいために好適に使用されるが、特に制限されるものではない。しかし、形状可変ミラー素子１を作製する工程で高温処理をするプロセスを用いる場合には、耐熱性の良好な材料で基板３を構成することが好ましい。なお、基板３として、本実施の形態では、同一材料で構成された単板あるいは単シート状体を用いたが、同一材料で構成された単板あるいは単シート状体を接着剤などを用いて積層して構成してもよいし、異なる材料で構成された単板あるいは単シート状体を積層して構成してもよい。また、基板３としては、絶縁性あるいは導電性で構成された基体の表面にコーティングを施したものを用いてよい。また、基板３の外形形状としては、本実施の形態においては、四角形としたが、円形でも楕円形状でも多角形状でも三角形状でもよい。すなわち、図２５（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、基板３の形状を仕様などによって変化させることで、取付性を向上させたり取付面積などを最小にできるなどの効果を有する。
【００３９】
圧電膜７の構成材料としては、ＰＺＴやＰＺＴと同系のＰｂを含むペロブスカイト酸化物などの圧電定数が高く変位の大きい材料が好適に使用される。
【００４０】
また、圧電膜７の形成方法は、例えば、スパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ法、またはゾルゲル法と多くあるが、薄膜を形成できる技術であれば、特に制限されることはない。
【００４１】
弾性板膜５の構成材料としては、特に材料に制限されることはなく樹脂、金属、セラミック等の材料が使用できる。本実施の形態においては、弾性板膜５の構成材料にクロムあるいはクロム合金を使用した。また、基板３自体を弾性材料で構成した場合には、基板３が弾性板膜の機能を有することにもなるので、弾性板膜５は必ずしも必要としない。
【００４２】
また、弾性板膜５の形成方法も、圧電膜７の形成方法と同様、例えば、スパッタ法、ＣＶＤ法、または蒸着法と多くあるが、薄膜を形成できる技術であれば、特に制限されることはない。
【００４３】
反射ミラー膜４の構成材料としては、高反射率のＡｕ，ＡｌやＡｇ等の金属膜やあるいは高反射率の合金膜を用いてもよく、更には誘電体多層膜が好適に使用される。誘電体多層膜は、反射させたい光の波長をλとした時に、高屈折率λ／４膜と低屈折率λ／４膜を交互に積層したものである。誘電体多層膜の材料としては、高屈折率膜には例えばＴｉＯ２やＴａ２Ｏ５が好適に使用され、例えば低屈折率膜にはＳｉＯ２やＭｇＦ２が好適に使用される。本発明では高屈折率膜にＴｉＯ２を使用し、低屈折率膜にＳｉＯ２を使用している。また、一層のＳｉＯ２膜（低屈折率誘電体膜）とその膜に密着して形成された一層のＴｉＯ２膜（高屈折率誘電体膜）を１周期とした場合には、反射率を大きくする点と薄型化を考慮すると３周期から４０周期とすることが好ましい。この周期を多くして誘電体多層膜を積層することで、反射率は大きくなる。この様に誘電体多層膜の周期を増減することで所望の反射率を調整可能となる。
【００４４】
反射ミラー膜４の形成方法も、圧電膜７の形成方法と同様、例えば、スパッタ法または蒸着法と多くあるが、薄膜を形成できる技術であれば、特に制限されることはない。
【００４５】
第１，第２電極膜６，８の構成材料としては導電性の高い金属が好適に使用される。形状可変ミラー素子１を作製する工程で高温処理をするプロセスを用いる場合には、ＰｔやＩｒもしくはその合金など高温に強い材料が望ましい。第１，第２電極膜６，８の形成方法も、圧電膜７の形成方法と同様、例えば、スパッタ法または蒸着法と多くあるが、薄膜を形成できる技術であれば、特に制限されることはない。
【００４６】
なお、第１電極膜６と第２電極膜８では、その構成材料を異ならせてもよい。第１及び第２電極膜６，８はそれぞれ異なる材質の導電膜を積層しても良い。また、第１電極膜６を単層で構成し、第２電極膜８を多層構造としたりするなど、第１及び第２電極膜６，８で積層構造を互いに異ならせても良い。なお、第１及び第２電極膜６，８に外部から電圧を加える方法については、後述する。
【００４７】
また、形状可変部２は図２に示すように、基板３上の一部に設けられており、反射させたい光をほぼ形状可変部２で反射させることができる。すなわち、本実施の形態では、形状可変部２を形状可変部２よりも面積の大きな基板３の略中央部に設けることによって、形状可変ミラー素子１を他の部材に取り付ける際に、取り付け面積を大きくすることができ、取り付け強度などを強くすることができる。また、形状可変ミラー素子１に入射する光の入射面積は形状可変部２の形成面積よりも小さくすることで、確実に入射した光の反射方向を変えることができるが、多少入射する光の面積が形状可変部２よりも大きくても所望の特性は得られる。
【００４８】
更に、本実施の形態では、製造上工程を簡単にするように、形状可変部２及び形状可変部２を設けた基板３の面上に一体に反射ミラー膜４を設けたが、少なくとも光を入射する面に（形状可変部２の少なくとも一部）反射ミラー膜４を設ければ良く、好ましくは形状可変部２全体に反射ミラー膜４を設けることが好ましい。また、反射ミラー膜４は、形状可変部２よりもわずかにはみ出す程度に設けても良い。
【００４９】
この様に、反射ミラー膜４を少なくとも形状可変部２及び形状可変部２を含むその近傍部分に設ける場合には、パターニングやエッチングなどの手法を用いて、反射ミラー膜４を部分的に設ける。
【００５０】
本実施の形態では、形状可変部２を基板３に一つのみ設けたが、図２６（Ａ），図２６（Ｂ）に示すように複数の形状可変部２を一つの基板３上に設けても良い。図２６には、形状可変部２を２個，４個設けた例を示したが、当然５個以上設けてもよく、奇数個設けても良い。形状可変部２を設ける個数は、仕様などによって適宜決定可能であり、このような構成によって、一つの基板３に搭載した第１の形状可変部と第２の形状可変部では、それぞれ反射させる光の波長を異ならせたり、あるいは、同じ光を第１および第２の形状可変部２に照射して反射方向を変えたりさまざまなバリエーションを持たせることができる。すなわち、形状可変部２を複数設けた場合に、それぞれを同期して動作させることも可能であるし、それぞれを独立して動作させることもできる。また、形状可変部２の形状としては、円形状としたが、図２７（Ａ）〜（Ｃ）に示すような三角形状，方形状，５角形などの多角形状とすることもでき、これらは、仕様などによって適宜形状を変更可能である。
【００５１】
本実施の形態の形状可変ミラー素子の製造方法について、図面を参照して説明する。図５は形状可変ミラー素子の製造工程を示す形状可変ミラー素子断面図である。
【００５２】
まず、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように厚みが２００μｍ〜４００μｍの薄いＳｉ基板３上に第２電極膜８、圧電膜７、第１電極膜６と弾性板膜５を順次形成する。第２電極膜８の材料にはＩｒを使用し、第１電極膜６にＡｕ／Ｔｉを使用し、各電極膜６，８の厚みは０．０５μｍ〜０．１μｍμｍとした。圧電膜７の材料にはＰＺＴを使用し、ＰＺＴの厚みは１μｍから５μｍとした。弾性板膜５の材料には付着力や耐腐食性に優れるＣｒを使用し、Ｃｒの膜厚は１μｍ〜３μｍとした。膜の形成は、第１電極膜のＡｕ／Ｔｉは基板３側からＡｕ膜，Ｔｉ膜の順で蒸着法を使用して成膜し、他の膜はスパッタ法でおこなった。
【００５３】
次に、図５（Ｃ）に示すように弾性板膜５等の積層膜をフォトリソグラフィー法とエッチング法により所望の形状に加工する。
【００５４】
最後に、図５（Ｄ）に示すように反射ミラー膜４を形成する。本実施の形態においては、反射ミラー膜４にＳｉＯ２／ＴｉＯ２からなるλ／４膜を蒸着法により２０層形成した。これにより、形状可変ミラー素子１が完成する。
【００５５】
なお、説明及び図示をしていないが、必要に応じて絶縁膜を各膜の層間に形成する。例えば、基板３に導電性の比較的高いＳｉ基板を使用している場合には第２電極膜８と基板３との間に絶縁膜を形成すれば良いし、弾性板膜５に金属膜を使用する場合には第１電極膜６と弾性板膜５との間に絶縁膜を形成すれば良い。例えば、絶縁性を確保するには、基板３と第２電極膜８の間にシリカなどの膜を形成したり、あるいは、基板３を上述のように、Ｓｉ基板で形成した場合には、シリコンの表面を酸化させて絶縁層を形成しても良く、この様に別途の膜を設けなくても構成する各膜の構成材料の特性を生かして、熱処理や薬品処理などによって絶縁膜を形成することで、より簡単に絶縁膜を形成でき工程なども簡単になって生産性が向上する。
【００５６】
以上のように構成された形状可変ミラー素子の動作を図面とともに説明する。図３および図４は形状可変ミラー素子２の動作を示す側断面図である。形状可変ミラー素子１の第１電極膜６と第２電極膜８に電圧を印加すると、例えば図３で示す断面形状になる。逆の極性の電圧をそれぞれの個別電極膜６，８に印加した場合、図４で示す断面形状となる。圧電膜７は電圧が印加されると伸び縮みする。そのため、第１電極膜６にプラス極性の電圧を印加した場合に電圧印加部分の圧電膜７が伸びるとした場合、マイナス極性の電圧を印加した場合には電圧印加部分の圧電膜７は縮む。その結果、第１電極膜６にプラス極性の電圧を印加した場合、図３の如く反射ミラー面は凸面となる。逆に、第１電極膜６にマイナス極性の電圧を印加した場合、図４の如く反射ミラー面は凹面となる。
【００５７】
以上、説明したように、本発明の実施の形態１の形状可変ミラー素子によれば、薄い基板と積層膜で構成されているので、極めて簡単な構成でしかも薄い素子が可能となる。その結果、低い印加電圧でも変形量が大きい形状可変ミラー素子が実現できる。
【００５８】
（実施の形態２）
以下、本発明の形状可変ミラー素子の実施の形態２について、図面を参照して説明する。
【００５９】
図６は本発明の実施の形態２の形状可変ミラー素子の側断面図である。
【００６０】
図７は本発明の実施の形態２の形状可変ミラー素子の反射ミラー面側を示す斜視図である。
【００６１】
以下、特に詳述していない部分は実施の形態１と同様である。
【００６２】
形状可変ミラー素子１は、少なくとも形状可変部２と形状可変部２を支持する基板３とで構成される。
【００６３】
基板３は形状可変部２を支持しており、例えばガラス基板９と樹脂層１１からなる。形状可変部２は上面より反射ミラー膜４、圧電膜７を電圧印加するための第２電極膜８、伸縮により形状可変部２を変形させる圧電膜７、圧電膜７を電圧印加するためのもう一方の第１電極膜６、変形方向や変形形状等を決定する弾性板膜５とからなる。本実施の形態においては、樹脂層１１に実施の形態１に示す弾性板膜５の機能を持たせているので、弾性板膜５と樹脂層１１とは同一である。
【００６４】
本実施の形態で使用した材料は実施の形態１とほぼ同様である。異なる点は、基板３としてガラス基板９と樹脂層１１を使用した点である。ガラス基板９は、特にガラス材料に制限されるものではなく表面が平滑で好ましくは鏡面を有するものであればよい。樹脂層１１の材料は、圧電膜のヤング率の１／１００〜１／１０程度の弾性に富む材料が使用される。
【００６５】
本実施の形態の形状可変ミラー素子の製造方法について、図面を参照して説明する。図１０は本発明の実施の形態２の形状可変ミラー素子の製造工程を示す形状可変ミラー素子の断面図である。
【００６６】
本実施の形態の製造工程の特徴は、２種類の基板を使用することにある。すなわち、圧電膜７を形成する第１基板１０と形状可変ミラー素子１を支持する基板（ガラス基板９）を使用する。両基板は製造工程の途中で接着し、圧電膜７を形成した第１基板１０はエッチング等により除去される。
【００６７】
最初に、図１０（Ａ），（Ｂ）に示すように第１基板１０上に第２電極膜８と圧電膜７と第１電極膜６とを形成する。第１基板１０の材料としてはＭｇＯ単結晶を使用した。これと並行して、図１０（Ｃ），（Ｄ）に示すようにガラス基板９には樹脂層１１を形成する。ガラス基板９の材料としてはガラスを使用したが、他の材料で構成された板材料でも良い。樹脂層１１の材料にはポリイミドを使用したが、他の樹脂材料でも良い。樹脂層１１の形成は液状のポリイミド樹脂を塗布し焼成することにより行われる。
【００６８】
次に、図１０（Ｅ）に示すように第１基板１０の膜面とガラス基板９のポリイミドで構成された樹脂層１１の面とを合わせ接着を行う。この接着に用いる接着材料にはエポキシ樹脂系の接着剤を使用したが、他の材料でも良い。次に、リン酸水溶液によりＭｇＯ基板である第１基板１０を全てエッチング等により除去する。これにより、ＭｇＯ基板である第１基板１０上の積層膜は基板３（ガラス基板９＋樹脂層１１）に転写されたことになる。この後、電少なくとも積層膜等をフォトリソグラフィーとエッチング等により所望の形状に加工する。その結果、圧電膜７の下面には柔らかいエポキシ樹脂やポリイミド樹脂（樹脂層１１：弾性体膜５の機能を有する）が配置することになるので、圧電膜７に対する拘束力がガラス基板９やＭｇＯ基板で構成された第１基板１０に対して小さくなる。しかも、これらの樹脂は適度な硬さを有するために圧電膜用配線層（第１，第２電極膜６，８）の形成等を妨げない。最後に、第２電極膜８上に反射ミラー膜４を形成することにより形状可変ミラー素子１が完成することになる。
【００６９】
このように構成された形状可変ミラー素子１の動作を図面とともに説明する。図８および図９は本発明の実施の形態２の形状可変ミラー素子の動作を示す側断面図である。形状可変ミラー素子１の第１電極膜６と第２電極膜８に電圧を印加すると、例えば図８で示す断面形状になる。逆の極性の電圧をそれぞれの第１、第２電極膜に印加した場合、図９で示す断面形状となる。圧電膜７は電圧が印加されると伸び縮みする。そのため、第１電極膜６にプラス極性の電圧を印加した場合に電圧印加部分の圧電膜７が伸びるとした場合、マイナス極性の電圧を印加した場合には電圧印加部分の圧電膜７は縮む。その結果、第１電極膜６にプラス極性の電圧を印加した場合、図８の如く、ガラス基板９はほとんど変形しないが、形状可変部２は弾性に富む柔らかい樹脂（樹脂層１１）を引き伸ばすようにして変形することになる。その結果、反射ミラー膜４の反射面は凸面となる。逆に、第１電極膜６にマイナス極性の電圧を印加した場合、図９の如く、ガラス基板９はほとんど変形しないが、形状可変部２は柔らかい樹脂（樹脂層１１）を押し縮めるようにして変形することになる。その結果、図９の如く反射ミラー膜４の反射面は凹面となる。
【００７０】
以上のように、本実施の形態２の形状可変ミラー素子１によれば、ガラス基板９と形状可変部２の間にはポリイミド等の樹脂層１１が形成されており、形状可変部２は剛性の高いガラス基板９等に拘束されず樹脂層１１に拘束される。樹脂は弾性に富むために、形状可変部２の拘束力がガラス基板９と比較し軽減される。その結果、形状可変部２は低い印加電圧でも効率的に変形させることができ、変形量の大きい形状可変ミラー素子１が実現できる。
【００７１】
また、本実施の形態の製造方法によれば、ガラス基板９等の平滑性が転写され鏡面状態になっている第２電極膜８面上に反射ミラー膜４を形成するので、極めて反射率の高い形状可変ミラー素子１が実現できる。
【００７２】
（実施の形態３）
以下、本発明の形状可変ミラー素子の実施の形態３について、図面を参照して説明する。
【００７３】
図１１は本発明の実施の形態３の形状可変ミラー素子の側断面図である。
【００７４】
図１２は本発明の実施の形態３の形状可変ミラー素子の反射ミラー面側を示す斜視図である。
【００７５】
以下、特に詳述していない部分は実施の形態１と同様である。
【００７６】
実施の形態３の形状可変ミラー素子の特徴は形状可変部２がダイヤフラム構造となっていることである。
【００７７】
形状可変ミラー素子１は、少なくとも形状可変部２と形状可変部２を支持する基板３で構成される。
【００７８】
基板３としてはＳｉ基板を用い、形状可変部２の周囲（周縁部）を支持する構造となっている。形状可変部２の内周部はダイヤフラム構造となっている。形状可変部２は上面より反射ミラー膜４、圧電膜７を電圧印加するための第１電極膜６、伸縮により形状可変部２を変形させる圧電膜７、圧電膜を電圧印加するためのもう一方の第２電極膜８、変形量や変形形状等を決定する弾性板膜５と、からなる。
【００７９】
なお、本実施の形態で使用した材料等は実施の形態１と同様である。
【００８０】
本実施の形態の形状可変ミラー素子１の製造方法について説明する。図１５は本発明の実施の形態３の形状可変ミラー素子の製造工程を示す形状可変ミラー素子の断面図である。本実施の形態の製造工程の特徴は、形状可変部をダイヤフラム構造とするための基板エッチング工程がある点である。
【００８１】
まず、図１５（Ａ），（Ｂ）に示すように両面ともに酸化膜が形成されたＳｉからなるあるいはＳｉを含む基板３上に第２電極膜８と圧電膜７と第１電極膜６と弾性板膜５を順次形成する。また、第２電極膜８の材料にはＩｒを使用し、第１電極膜６にＡｕ／Ｔｉを使用し、各電極膜の厚みは０．１μｍとした。圧電膜７にはＰＺＴを使用し、ＰＺＴの厚みは３μｍとした。
【００８２】
次に、図１５（Ｃ）に示すように弾性板膜５等をフォトリソグラフィー法とエッチング法により所望の形状に加工する。
【００８３】
次に、反射ミラー膜４を形成する。本実施の形態３においては、反射ミラー膜４にＳｉＯ２／ＴｉＯ２からなるλ／４膜を２０層形成した。
【００８４】
最後に、図１５（Ｄ）に示すようにダイヤフラム１２の形成するために、基板３として用いたＳｉ基板のエッチングを行う。基板３として用いたＳｉ基板の裏面にＳｉ酸化膜からなるエッチング用のマスクパターンを形成する。その後、Ｓｉ基板の裏面からＫＯＨ溶液などのエッチング液やリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）を使用して所望の深さまでエッチング加工することにより、形状可変部２がダイヤフラム１２となる。これにより、形状可変ミラー素子１が完成する。なお、本実施の形態の製造方法は、反射ミラー膜４を形成した後にダイヤフラム１２を形成したが、両工程を逆としても何ら差し支えない。また、本実施の形態では、ダイヤフラム１２を形成する場合に、基板３の裏面から表面にいくに従って、次第に断面径が小さくなるような穴を設けるように構成したが、断面が変化しないような径等の穴を設けてダイヤフラム１２を形成しても良い。
【００８５】
以上のように構成された形状可変ミラー素子１の動作を図１３と図１４に示した。図１３および図１４は本発明の実施の形態３の形状可変ミラー素子の動作を示す側断面図である。動作の説明は実施の形態１と同様なのでここでは省略する。本発明の実施の形態３の形状可変ミラー素子１よれば、形状可変部２がダイヤフラム１２からなる構成なので基板３に拘束されることが無い。その結果、形状可変部２は低い印加電圧でもより一層効率的に変形させることができ、変形量が非常に大きい形状可変ミラー素子１が実現できる。
【００８６】
本実施の形態の形状可変ミラー素子１は、ダイヤフラム１２からなる積層膜の内部応力を調整すると更に好ましい。形状可変ミラー素子１を構成する膜は全て内部応力を持つ。ダイヤフラム１２からなる形状可変部２を構成する積層膜の内部応力の総和が基板３に対して引張り応力とした場合、更に優れた形状可変ミラー素子１が実現できる。すなわち、ダイヤフラム１２を形成した時、ダイヤフラム１２からなる積層膜は内部応力が開放される。積層膜が弾性限界内の引張り応力の場合、ダイヤフラム１２からなる積層膜は自ら縮もうとする力が働く。その結果、ダイヤフラム１２は全く撓むことがない平面性に優れた状態で形成される。
【００８７】
また、積層膜が圧縮応力の場合、ダイヤフラム１２からなる積層膜は自らの伸びようとする力が働く。その結果、ダイヤフラム１２は撓み、平面性に劣った変形した状態で形成され易くなる。しかも、圧縮応力が極めて大きいとダイヤフラム１２の撓みが大きくなり形状可変ミラー素子１として機能しない場合が生じる。圧縮応力による形状可変部２の撓み変形量がＰＶ値で使用波長の１／４以下となる応力値で積層膜を形成した場合、反射ミラー膜４の反射面は理想的な鏡面となる。従って、予め、形状可変ミラー素子１を構成する積層膜の内部応力の総和をコントロールすることで、内部応力による形状可変部２の変形量がＰＶ値で使用波長の１／４以下が実現できるために、実用上、非常に優れた形状可変ミラー素子１が実現できる。
【００８８】
また、本実施の形態の他の製造方法として、弾性板膜面５上に反射ミラー膜４を形成したが、第２電極膜８面上に形成すると更に実用上好ましい形状可変ミラー素子１が実現できる。すなわち、各電極膜６，８や弾性板膜５等を多層にわたって積層すると膜表面は粗くなるので、基板３の鏡面が転写され鏡面状態になっている第２電極膜８面に反射ミラー膜４を形成した場合、極めて高い反射率の形状可変ミラー素子１が実現できる。
【００８９】
さらに、本実施の形態の他の製造方法として、ダイヤフラム形成工程を２つの工程に分けても良い。例えば、第１のダイヤフラム形成工程により基板３の厚みの半分以上をエッチングし、第２のダイヤフラム形成工程により残りの部分をエッチングすることにより、ダイヤフラム１２を形成する。一般に、ダイヤフラム１２の形状は形状可変ミラー素子１の変形形状に影響を与えるために精密なエッチング加工が必要となる。しかし、基板３として用いたＳｉ基板は一般に３００〜５００μｍ程度の厚みなので、基板３の裏面よりエッチングマスクパターンを形成し、表面の寸法形状を精密に加工することは非常に困難である。ダイヤフラム形成工程を２つの工程に分けた場合、第１の工程ではダイヤフラム１２を形成することがないので、加工精度は粗で良い。また、第２のダイヤフラム形成工程ではダイヤフラム１２は形成をするために、加工精度は高いことが必要であるが、エッチングする基板３の厚み自体が予め薄くなっているので、非常に寸法精度の良いエッチング加工が実現できる。
【００９０】
（実施の形態４）
以下、本発明の形状可変ミラー素子の実施の形態４について、図面を参照して説明する。
【００９１】
図１６は本発明の実施の形態４の形状可変ミラー素子の側断面図である。
【００９２】
図１７は本発明の実施の形態４の形状可変ミラー素子の反射ミラー面側を示す斜視図である。
【００９３】
以下、特に詳述していない部分は実施の形態１と同様である。
【００９４】
また、実施の形態４の形状可変ミラーの特徴は形状可変部の弾性板膜の膜厚が不均一となっていることである。
【００９５】
形状可変ミラー素子１は、少なくとも形状可変部２と形状可変部２を支持する基板３とを有している。
【００９６】
基板３はＳｉ基板等から構成され、形状可変部２の周囲を支持する構造となっている。形状可変部２の内周部はダイヤフラム構造となっている。形状可変部２は上面より反射ミラー膜４、圧電膜７に電圧を印加するための第１電極膜６、伸縮により形状可変部を変形させる圧電膜７、圧電膜７に電圧を印加するためのもう一方の第２電極膜８、変形方向や変形形状等を決定する弾性板膜５を加工した凸凹弾性板膜１３とを有している。なお、本実施の形態で使用した材料は実施の形態１と同様である。
【００９７】
本実施の形態の形状可変ミラー素子の製造方法について説明する。図２０は本発明の実施の形態４の形状可変ミラー素子の製造工程を示す形状可変ミラー素子の断面図である。本実施の形態の製造工程の特徴は、形状可変部２の振動板膜厚を複数の工程でエッチング加工する点である。
【００９８】
まず、図２０（Ａ），（Ｂ）に示すように両面ともにＳｉ酸化膜が形成されたＳｉからなる基板３上に第２電極膜８と圧電膜７と第１電極膜６と振動板膜５を順次形成する。
【００９９】
また、第２電極膜８の材料にはＩｒを使用し、第１電極膜６にＡｕ／Ｔｉを使用し、各電極膜の厚みは０．１μｍとした。圧電膜７にはＰＺＴを使用し、ＰＺＴの厚みは３μｍとした。
【０１００】
次に、図２０（Ｃ），（Ｄ）に示すように弾性板膜５をフォトリソグラフィー法とエッチング法により所望の形状に加工する。本実施の形態では、変形形状を曲率とするために、弾性板膜５の膜厚を同心円上に外周部分は厚く、内周部分は薄くした。また、弾性板膜５の加工は２つの工程に分けて行った。また、エッチング方法はリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）を使用し所望の深さまでエッチング加工した。このように、弾性板膜５に加工を施すことで、凸凹振動板膜１３を形成する。
【０１０１】
次に、図２０（Ｅ）に示すようにダイヤフラム１２を形成するために、基板３として用いたＳｉ基板の裏面にＳｉ酸化膜からなるエッチング用のマスクパターンを形成する。以後、Ｓｉ基板の裏面からＫＯＨ溶液などのエッチング液やリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）を用いて所望の深さまでエッチング加工することにより、Ｓｉ基板には形状可変部２がダイヤフラム１２となる。
【０１０２】
最後に、図２０（Ｆ）に示すように反射ミラー膜４を形成する。本実施の形態においては、反射ミラー膜４にＳｉＯ２／ＴｉＯ２からなるλ／４膜を２０層形成した。これにより、形状可変ミラー素子１が完成する。
【０１０３】
以上のように構成された形状可変ミラー素子１の動作を図１８と図１９に示した。図１８および図１９は本発明の実施の形態４の形状可変ミラー素子の動作を示す側断面図である。動作の説明は実施の形態１と同様なのでここでは省略する。実施の形態３の形状可変ミラー素子１においては、図１３と図１４の示す如く、形状可変部２の変形形状は楕円円弧状になる。一方、本実施の形態の形状可変ミラー素子１では図１８と図１９示す如く、形状可変部２の変形形状は円弧状になる。
【０１０４】
本実施の形態の形状可変ミラー素子１は、弾性板膜５の膜厚を不均一にすることで、形状可変部２の変形形状を制御したが、圧電膜７の膜厚を不均一にすることで、変形形状を制御することも可能である。
【０１０５】
また、圧電膜７と弾性板膜５の両膜の厚みを不均一にすれば、更なる自由度を持った変形形状が可能となることは言うまでもない。
【０１０６】
以上のように、本実施の形態の形状可変ミラー素子１によれば、弾性板膜５もしくは圧電膜７の膜厚を不均一にすることで、予め設定された曲率になるように適正な膜厚に調整するので、常に安定な曲率の変形形状が実現できる。例えば、レーザービームの波面を制御が可能となるので、集光性の良い焦点が安定的に実現できる。また、レーザービーム径を縮小・拡大の制御が可能となるので、レーザービームの焦点位置を安定的に可変できる。
【０１０７】
（実施の形態５）
図面を参照して本発明の実施の形態の形状可変ミラーユニットを説明する。図２１形状可変ミラーユニットの構成を模式的に示す斜視図である。この形状可変ミラーユニット１５は、形状可変ミラー素子１が弾性部材１６によって浮遊支持された可動部として構成されている。より詳細には、形状可変ミラーユニット１５は、形状可変ミラー素子１と形状可変ミラー素子１を支持し固定するベース１７、及び形状可変ミラー素子１とベース１７を弾性部材１６により浮遊支持する筐体１８とを有している。
【０１０８】
本実施の形態における形状可変ミラーユニット１５のアクチュエーターはボイスコイルモータである。筐体１８にはコイル１９が配されており、磁束付与手段として働く。ベース１７の裏面に固定された永久磁石２０を配している。従って、形状可変ミラーユニット１５は、コイル１９へ電流供給を行うことによって、形状可変ミラー素子１自体が動作可能となっている。本実施の形態においては高さ方向のみの駆動機構の場合を示したが、弾性部材１６の支持方法とコイルと磁石の配置により２軸以上の方向も動作可能である。
【０１０９】
以上のように、本発明の形状可変ミラーユニット１５によれば、光ピックアップ等の光学系に組み付けた場合、組み付けバラツキをアクチュエーターにより容易に補正できる。
【０１１０】
なお、本実施の形態では、永久磁石２０をベース１７に搭載し、筐体１８にコイル１９を搭載したが、逆に、筐体１８に永久磁石２０を、ベース１７にコイル１７を搭載しても良い。
【０１１１】
（実施の形態６）
図面を参照して本発明の実施の形態の光ピックアップを説明する。図２２は本発明の形状可変ミラーを含む光ピックアップの光学系を示す図である。
【０１１２】
このような構成を備えた光ピックアップ２０では、レーザー素子２１から発せられたレーザー光は、コリメーターレンズ２２により平行光に変換される。この平行光は、形状可変ミラー素子１で反射され、偏向ビームスプリッタ２３を通り、対物レンズ２４で集光され、光ディスク２５に焦点を結ぶ。光ディスク２５から反射したレーザー光は、対物レンズ２４、λ／４板２６及び偏向ビームスプリッタ２３を通り、光検出光学系２７で集光され、光検出素子２８で検出する。この検出素子２８にはチルト検出用の検出素子も含まれている。
【０１１３】
この光学系では、光ディスク２５がレーザー光の光軸に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ー光の波面は乱れ、波面収差（コマ収差）が発生する。つまり、光ディスクがレーザーの光軸に対して垂直であれば、波面は図で示すような収差を含まれないが、ディスクがチルトしたときに発生する波面収差は、反射光にそのまま含まれる。この場合、予め形状可変ミラー素子１を波面収差分のみ変形させて、レーザー光に波面収差を発生させると、光ディスク記録面の焦点において位相の揃ったレーザー光が集光するように制御することにより、波面収差が減少させることができる。
【０１１４】
なお、本実施の形態では波面収差補正素子として、形状可変ミラー素子１を使用したが、形状可変ミラーユニット１５であれば更に収差補正制御の自由度が高くなるので、より正確な記録再生が実現できる。
【０１１５】
また、光ディスクの保護膜の膜厚が不均一な場合には、波面収差（コマ収差）が発生する。この場合も予め形状可変ミラー素子を波面収差分のみ変形させることにより、波面収差が減少させることができる。
【０１１６】
本発明の光ピックアップによれば、簡単な構成でサイズが小さいので、立ち上げミラー同様の取り扱いで光ピックアップの光学系組み付けることが可能となる。その結果、構造を大きく変更することなく、波面収差補正手段を搭載した光ピックアップが実現できる。
【０１１７】
電極の引き回し構造について図面を参照して説明する。図２３は本発明の形状可変ミラー素子の配線構造を示す図である。
【０１１８】
１２６は第２電極膜８と駆動回路を結線するための第２電極端子である。また、第２電極膜８と第２電極端子１２６は引き回し線１２７により結線がなされている。
【０１１９】
１２８は第１電極膜６と駆動回路を結線するための第１電極端子である。また、第１電極膜６と第１電極端子１２８は引き回し線１２９により結線がなされている。
【０１２０】
１３０は第２電極膜８と第２電極端子１２６および引き回し線１２７を基板３と絶縁するための絶縁膜である。
【０１２１】
１３１は第１電極膜６を弾性板膜５と絶縁するための絶縁膜である。
【０１２２】
本実施の形態の形状可変ミラー素子１の反射ミラー膜４には誘電体多層膜を使用しており、誘電体多層膜はそれ自体が絶縁膜としても機能する。
【０１２３】
第２電極膜８，第２電極端子１２６及び引き回し線１２７は、絶縁膜１３０上に密着されてなる同一の膜で形成されている。
【０１２４】
第１電極６，第１電極端子１２８及び引き回し線１２９は、圧電膜７上に密着されてなる同一の膜で形成されている。
【０１２５】
この時、第１電極６と引き回し線１２９とを絶縁するために、圧電膜７を絶縁膜として利用しているので、引き回し線１２９や第１電極端子１２８の下には第２電極端子１２６や引き回し線１２７と同層の膜は無い。
【０１２６】
他の電極の引き回し構造の実施の形態について、図面を参照して説明する。図２４は本発明の形状可変ミラー素子の電極の引き回し構造を具体的に示す図である。
【０１２７】
第２電極膜８から第２電極端子１２６への引き回しは、（電極引き回し構造の実施の形態１）と同様なのでここでは省略する。
【０１２８】
第１電極６から第１電極端子１２８への引き回し構造は、圧電膜上に絶縁膜１３１にスルーホールを形成し引き回し線を結線することによりなる。
【０１２９】
従って、本実施の形態の場合は、第１電極膜６の膜と、第１電極端子１２８と引き回し線１２９の膜の同一層ではない。
【０１３０】
【発明の効果】
以上のように、本発明の形状可変ミラー素子によれば、簡単な構成で極めて薄く、低い印加電圧でも変形量の大きい形状可変ミラー素子及び形状可変ミラーユニットを提供できるという優れた効果が得られる。
【０１３１】
また、本発明の形状可変ミラー素子の製造方法によれば、形状可変部下に薄い基板を接合することのない工程を備えた構成よりなる低い印加電圧でも変形量の大きい形状可変ミラー素子の製造方法をできるという優れた効果が得られる。それと同時に、極めて高い反射率の形状可変ミラー素子を提供という優れた効果も得られる。
【０１３２】
さらに、本発明の光ピックアップよれば、従来の光ピックアップの光学系の構成を大きく変更することなく、波面収差補正手段を搭載した光ピックアップを提供できるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の形状可変ミラー素子の側断面図
【図２】本発明の形状可変ミラー素子の反射ミラー面側を示す斜視図
【図３】形状可変ミラー素子の動作を示す側断面図
【図４】形状可変ミラー素子の動作を示す側断面図
【図５】形状可変ミラー素子の製造工程を示す形状可変ミラー素子の断面図
【図６】本発明の実施の形態２の形状可変ミラー素子の側断面図
【図７】本発明の実施の形態２の形状可変ミラー素子の反射ミラー面側を示す斜視図
【図８】本発明の実施の形態２の形状可変ミラー素子の動作を示す側断面図
【図９】本発明の実施の形態２の形状可変ミラー素子の動作を示す側断面図
【図１０】本発明の実施の形態２の形状可変ミラー素子の製造工程を示す形状可変ミラー素子の断面図
【図１１】本発明の実施の形態３の形状可変ミラー素子の側断面図
【図１２】本発明の実施の形態３の形状可変ミラー素子の反射ミラー面側を示す斜視図
【図１３】本発明の実施の形態３の形状可変ミラー素子の動作を示す側断面図
【図１４】本発明の実施の形態３の形状可変ミラー素子の動作を示す側断面図
【図１５】本発明の実施の形態３の形状可変ミラー素子の製造工程を示す形状可変ミラー素子の断面図
【図１６】本発明の実施の形態４の形状可変ミラー素子の側断面図
【図１７】本発明の実施の形態４の形状可変ミラー素子の反射ミラー面側を示す斜視図
【図１８】本発明の実施の形態４の形状可変ミラー素子の動作を示す側断面図
【図１９】本発明の実施の形態４の形状可変ミラー素子の動作を示す側断面図
【図２０】本発明の実施の形態４の形状可変ミラー素子の製造工程を示す形状可変ミラー素子の断面図
【図２１】形状可変ミラーユニットの構成を模式的に示す斜視図
【図２２】本発明の形状可変ミラーを含む光ピックアップの光学系を示す図
【図２３】本発明の形状可変ミラー素子の配線構造を示す図
【図２４】本発明の他の実施の形態における形状可変ミラー素子の配線構造を示す図
【図２５】本発明の一実施の形態における形状可変ミラー素子を示す図
【図２６】本発明の一実施の形態における形状可変ミラー素子を示す図
【図２７】本発明の一実施の形態における形状可変ミラー素子を示す図
【符号の説明】
１ 形状可変ミラー素子
２ 形状可変部
３ 基板
４ 反射ミラー膜
５ 弾性板膜
６ 第１電極膜
７ 圧電膜
８ 第２電極膜
９ ガラス基板
１０ 第１基板
１１ 樹脂層
１２ ダイヤフラム
１３ 凸凹振動板膜
１５ 形状可変ミラーユニット
１６ 弾性部材
１７ ベース
１８ 筐体
１９ コイル
２０ 永久磁石
２１ レーザー素子
２２ コリメーターレンズ
２３ 偏向ビームスプリッタ
２４ 対物レンズ
２５ 光ディスク
２６ λ／４板
２７ 光検出光学系
２８ 光検出素子
２９ 光ピックアップ
Claims (18)
- 圧電膜と、前記圧電膜に電圧を供給する第１電極膜及び第２電極膜と、前記圧電膜に設けられた反射ミラー膜とを備えた形状可変部と、前記形状可変部を支持する基板とを備えた形状可変ミラー素子であって、形状可変部に弾性を付与する弾性手段を設けたことを特徴とする形状可変ミラー素子。
- 圧電膜の一方の面に第１電極膜を設け、他方の面に第２電極膜を設けたことを特徴とする請求項１記載の形状可変ミラー素子。
- 弾性手段として、反射ミラー膜，第１電極膜，第２電極膜，基板の少なくとも一つに弾性を持たせたことを特徴とする請求項１記載の形状可変ミラー素子。
- 弾性手段として、別途弾性板膜を設け、前記弾性板膜を基板と反射ミラー膜の間に設けたことを特徴とする請求項１記載の形状可変ミラー素子。
- 基板において形状可変部を支持する面積は基板面積よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の形状可変ミラー素子。
- 形状可変部に設けられた反射ミラー膜は基板上まで延設され、しかも前記形状可変部に設けられた反射ミラー膜と前記形状可変部を非配設とした部分に設けられた反射ミラー膜は一体構成としたことを特徴とする請求項５記載の形状可変ミラー素子。
- 形状可変部の外形形状は、円形，楕円形，四角形，多角形，三角形から選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする請求項１記載の形状可変ミラー素子。
- 一つの基板上に形状可変部を複数設けたことを特徴とする請求項１記載の形状可変ミラー素子。
- 前記弾性板膜が樹脂からなり、前記樹脂のヤング率が前記圧電膜のヤング率の１／１００〜１／１０であることを特徴とする請求項４記載の形状可変ミラー素子。
- 前記形状可変部が、薄い基板の中空部分の開口部に形成されたダイヤフラム構成を有することを特徴とする請求項１記載の形状可変ミラー素子。
- 前記形状可変部を構成する膜の内部応力の総和が圧縮もしくは引張り応力状態であって、内部応力による前記形状可変部の変形量がＰＶ値で使用する光の波長の１／４以下であることを特徴とする請求項１０記載の形状可変ミラー素子。
- 形状可変部中に弾性手段として弾性板膜を設け、前記弾性板膜の膜厚が領域によって異なることを特徴とする請求項１１記載の形状可変ミラー素子。
- 前記形状可変部にある前記圧電膜の膜厚が領域によって異なることを特徴とする請求項１１記載の形状可変ミラー素子。
- 請求項１〜１３いずれか１記載の形状可変ミラー素子と、前記形状可変ミラー素子自体を移動させるアクチュエーターとを一体化したことを特徴とする形状可変ミラーユニット。
- 圧電膜と第１電極膜または第２電極膜が形成された薄い基板と、樹脂を含む基板と、を接着する工程と、前記薄い基板をエッチングする工程とを有することを特徴とする形状可変ミラー素子の製造方法。
- 薄い基板をエッチングしダイヤフラムを形成するダイヤフラム形成工程と、前記ダイヤフラム形成工程後に反射ミラー膜を形成する反射ミラー膜形成工程とを有することを特徴とする形状可変ミラー素子の製造方法。
- 薄い基板をエッチングしダイヤフラムを形成するダイヤフラム形成工程が２段階のエッチング工程を有し、前記薄い基板の厚みの半分以上をエッチングする第１の工程と、残りの厚み部分をエッチングする第２の工程とを有することを特徴とする形状可変ミラー素子の製造方法。
- 光ディスクにデータを記録または再生する装置であって、レーザー光の波面収差を補正する手段を有する光ピックアップにおいて、請求項１〜１３記載の形状可変ミラー素子もしくは請求項１４記載の形状可変ミラーユニットとの少なくとも一方を搭載させたことを特徴とする光ピックアップ。
【請求校１９】請求項１〜１３記載の形状可変ミラー素子もしくは請求項１４記載の形状可変ミラーユニットとの少なくとも一方を波面収差補正手段として使用することを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
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