專利名稱：可變形鏡及其制造方法和具有該可變形鏡的光學(xué)拾取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種允許鏡面的形狀變化的可變形鏡，并且該可變形鏡設(shè)計(jì)為用在光學(xué)拾取裝置等裝置中。尤其是，本發(fā)明涉及一種能夠有效地組裝的可變形鏡的結(jié)構(gòu)以及制造這種可變形鏡的方法。本發(fā)明還涉及一種設(shè)置有這種可變形鏡的光學(xué)拾取裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)使用光學(xué)拾取裝置從例如CD(壓縮盤)或DVD(數(shù)字多用盤)等光盤中讀取信息或者向其寫入信息的時(shí)候，光學(xué)拾取裝置的光軸和盤面之間的關(guān)系理論上應(yīng)當(dāng)是垂直的。然而在現(xiàn)實(shí)中，當(dāng)光盤旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，它們的關(guān)系并非總是保持垂直。結(jié)果，對(duì)于諸如CD或DVD之類的光盤而言，當(dāng)其盤面相對(duì)于光軸變?yōu)閮A斜的時(shí)候，激光的光路會(huì)彎折從而產(chǎn)生波前像差(主要是彗形像差)。另一方面，當(dāng)將要用光學(xué)拾取裝置播放的光盤變化時(shí)，它們的基板的厚度也會(huì)變化。這也會(huì)產(chǎn)生波前像差(主要是慧形像差)。
當(dāng)產(chǎn)生這種波前像差時(shí)，照在光盤上的激光點(diǎn)會(huì)偏離正確位置，并且不利的是，當(dāng)波前像差大于允許值時(shí)，就無(wú)法準(zhǔn)確地讀寫信息。有鑒于此，現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)提出了利用可變形鏡來(lái)矯正波前像差的一些方法。
例如，JP-A-H5-333274提出了一種可變形鏡，其中使用多層壓電元件來(lái)使可變形鏡的鏡子本身變形從而獲得相位控制。在組裝這種可變形鏡時(shí)，在形成鏡面之前，首先將鏡子基座和推動(dòng)器103設(shè)置在一起，其中推動(dòng)器103用于將多個(gè)致動(dòng)器(例如，壓電元件)104的位移傳遞至鏡子101；然后處理鏡子基部以使其具有鏡面；然后將多個(gè)致動(dòng)器104設(shè)置在一起；然后，放置高硬度填充材料106以補(bǔ)償諸如多個(gè)致動(dòng)器104等各獨(dú)立的部件之間沿長(zhǎng)度的變化和各獨(dú)立的部件之間由不同的連接狀況所導(dǎo)致的沿高度變化。據(jù)稱，這種組裝方法提高了組裝的可操作性。
作為能矯正波前像差的可變形鏡的另一個(gè)實(shí)例，JP-A-2004-151631提供了一種具有單壓電晶片(unimorph)結(jié)構(gòu)并利用壓電元件的可變形鏡。這種可變形鏡構(gòu)造為例如圖7A和圖7B所示的結(jié)構(gòu)。圖7A示出了從可變形鏡的鏡子構(gòu)件201的相對(duì)側(cè)觀察的去掉了基部底板207的可變形鏡。圖7B為沿圖7A中A-A線的可變形鏡的剖視圖。
在這種可變形鏡中，為了允許鏡子構(gòu)件201在低電壓下變形，將底板進(jìn)行腐蝕以形成薄的鏡子部。而且，為了允許將電壓施加于壓電元件202，從鏡子基部205的背面(可變形鏡的相對(duì)于鏡子201的面)沿腐蝕的側(cè)壁放置配線電極203b和204b，以使配線電極203b和204b在梁206處電連接于基部底板207的電極203c和204c。這里，配線電極203b和204b主要由噴鍍的Al膜形成；該Al膜首先形成在鏡子基部205的整個(gè)背面的上方，然后通過(guò)光蝕刻被圖案化。壓電元件202具有多個(gè)壓電元件電極203a和獨(dú)立電極204a，并通過(guò)粘合并配線于該鏡子基部的背面來(lái)形成，該鏡子基部的背面具有圖案化于其上的配線電極203b和204b。
然而不利的是，上述的傳統(tǒng)可變形鏡具有下述的缺點(diǎn)。JP-A-H5-333274中公開(kāi)的可變形鏡需要復(fù)雜的配線以使致動(dòng)器操作。這樣，當(dāng)將電極和配線的安裝考慮進(jìn)來(lái)時(shí)，這種可變形鏡不一定能夠如所述的那樣提高組裝的可操作性。而且，這種可變形鏡所需要的配線過(guò)于復(fù)雜、組裝過(guò)于困難，以致于不能用在諸如光學(xué)拾取裝置之類的小型部件上。
JP-A-2004-151631中提供的可變形鏡并不需要以致于不能用在諸如光學(xué)拾取裝置之類的小型部件上的、過(guò)于復(fù)雜的配線以及過(guò)于困難的組裝，然而，該可變形鏡的組裝涉及將諸如壓電元件、底板、各種類型的電極以及配線按順序一個(gè)一個(gè)地設(shè)置在一起。這需要很長(zhǎng)的組裝時(shí)間，從而導(dǎo)致工作效率低下。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不利之處，本發(fā)明的目的是提供一種可變形鏡，即，一種鏡面可變形的鏡子，該可變形鏡能通過(guò)較少的組裝步驟以及由此以較少的成本有效地制造，從而能夠精確地矯正像差。本發(fā)明的另一目的是提供一種制造可變形鏡(即，一種鏡面可變形的鏡子)的方法，該方法能通過(guò)較少的組裝步驟有效地進(jìn)行。本發(fā)明的又一目的是提供一種光學(xué)拾取裝置，其中設(shè)置有一種能夠被有效地制造的可變形鏡，從而能夠提高制造該光學(xué)拾取裝置的工作效率。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一種可變形鏡設(shè)置有支撐基部；鏡子部，其面向該支撐基部，并且該鏡子部的與面向該支撐基部的一側(cè)相對(duì)的一側(cè)上具有鏡面；多個(gè)固定部，所述多個(gè)固定部將該鏡子部固定至該支撐基部；以及多個(gè)驅(qū)動(dòng)部，所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)部通過(guò)在該支撐基部和該鏡子部之間膨脹和收縮而使該鏡面變形；這里，在該支撐基部上形成有多個(gè)凸起，所述多個(gè)凸起用作結(jié)合于所述多個(gè)固定部的多個(gè)結(jié)合面；結(jié)合于所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)部的多個(gè)電極，以向所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)部供電；以及電連接于所述多個(gè)電極的多個(gè)導(dǎo)體。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一種用于制造可變形鏡的方法涉及一種可變形鏡，該可變形鏡設(shè)有支撐基部；鏡子部，其面向該支撐基部，并且該鏡子部的與面向該支撐基部的一側(cè)相對(duì)的一側(cè)上具有鏡面；以及驅(qū)動(dòng)部，設(shè)置在該支撐基部和該鏡子部之間，并且該驅(qū)動(dòng)部利用壓電材料而使該鏡面變形。該方法包括在部分支撐基部上形成凸起的步驟；在凸起上形成金屬層的步驟；將部分凸起與該壓電材料結(jié)合在一起的步驟；以及沿垂直于該支撐基部的方向切割該壓電材料，以免切割到該壓電材料的結(jié)合至該凸起的部分的步驟。
根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)和方法，在所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)部與所述多個(gè)固定部中使用相同壓電材料；從而，在壓電材料結(jié)合于設(shè)置在所述支撐基部上的多個(gè)凸起之后，通過(guò)將壓電材料的不必要的部分切除，可以同時(shí)形成所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)部和所述多個(gè)固定部。這樣提高了設(shè)備制造的工作效率。而且，形成為凸起的、結(jié)合于壓電材料的電極部高于導(dǎo)體部。從而，即使在結(jié)合壓電材料之前即形成導(dǎo)體，也不存在在用于去除壓電材料的不必要的部分切割過(guò)程中切割到導(dǎo)體的危險(xiǎn)。因此，該制造設(shè)備具有允許有效地、簡(jiǎn)便地組裝的結(jié)構(gòu)。設(shè)備制造的工作效率的提高還有助于減少可變形鏡的成本。
根據(jù)本發(fā)明，一種光學(xué)拾取裝置設(shè)置有具有上述結(jié)構(gòu)的可變形鏡。這里，所述可變形鏡能夠提高組裝的工作效率，并且易于配線，因此，所述光學(xué)拾取裝置能夠提高組裝的工作效率從而減小了成本。


圖1A為示出了實(shí)施本發(fā)明的可變形鏡的結(jié)構(gòu)的立體圖；圖1B為沿圖1A中a-a線的剖視圖，其中示出了各獨(dú)立的部件設(shè)置在一起的情況；圖2A為示出了實(shí)施本發(fā)明的可變形鏡的形狀或鏡子部的變化的實(shí)例的示意性的剖視圖；圖2B為示出了實(shí)施本發(fā)明的可變形鏡的形狀或鏡子部的另一變化的實(shí)例的示意性的剖視圖；圖3A為示出了實(shí)施本發(fā)明的可變形鏡的支撐基部上設(shè)置的凸起的結(jié)構(gòu)的立體圖；圖3B為示出了實(shí)施本發(fā)明的可變形鏡的支撐基部上設(shè)置的凸起的結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖4A為圖示如何根據(jù)實(shí)施本發(fā)明的用于制造可變形鏡的方法切割壓電材料的視圖；圖4B為圖示如何根據(jù)實(shí)施本發(fā)明的用于制造可變形鏡的方法切割壓電材料的視圖；圖5為示出了實(shí)施本發(fā)明的光學(xué)拾取裝置的光學(xué)系統(tǒng)的示意圖；圖6為示出了傳統(tǒng)的可變形鏡的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖7A為示出了傳統(tǒng)的可變形鏡的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖7B為沿圖7A中A-A線的傳統(tǒng)的可變形鏡的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下文將參考

本發(fā)明的實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解的是，以下所述的實(shí)施例僅為示例性的，因此并不意味著對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行任何限制。還應(yīng)當(dāng)理解的是，在附圖中，各部件的尺寸、厚度和其它參數(shù)均出于易于理解的目的必要時(shí)進(jìn)行了放大，因此不同于實(shí)際采用的值。
圖1A和圖1B示出了實(shí)施本發(fā)明的可變形鏡的結(jié)構(gòu)的視圖。圖1A示出了本實(shí)施例的可變形鏡的立體圖，其中可變形鏡的各獨(dú)立的部件處于分解的狀態(tài)。圖1B為沿圖1A中a-a線的剖視圖，其示出了各獨(dú)立的部件設(shè)置在一起的狀態(tài)。
附圖標(biāo)記1代表根據(jù)本發(fā)明的可變形鏡，其為通過(guò)利用多個(gè)壓電元件(驅(qū)動(dòng)部4)的豎直位移來(lái)使可變形鏡的鏡子部3的鏡面變形以矯正像差的鏡子。附圖標(biāo)記2代表支撐基部，該支撐基部上安裝有多個(gè)驅(qū)動(dòng)部4和多個(gè)固定部5。支撐基部2例如由諸如陶瓷或玻璃之類的絕緣材料形成。支撐基部2上還設(shè)置有多個(gè)第一凸起6，所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)部4和所述多個(gè)固定部5設(shè)置在所述多個(gè)第一凸起6上；以及多個(gè)電極和所述多個(gè)導(dǎo)體，所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)部4通過(guò)所述多個(gè)電極和所述多個(gè)導(dǎo)體被驅(qū)動(dòng)。這些將在下文進(jìn)行說(shuō)明。
通過(guò)多個(gè)驅(qū)動(dòng)部4使鏡子部3的鏡面發(fā)生變形，且鏡子部3反射從光源發(fā)射的光束。為實(shí)現(xiàn)上述方案，如圖1A和圖1B所示，鏡子部3設(shè)置為將多個(gè)驅(qū)動(dòng)部4夾持在鏡子部3與支撐基部2之間，多個(gè)驅(qū)動(dòng)部4均設(shè)置在支撐基部2上。為了允許鏡子部3的鏡面變形，鏡子部3優(yōu)選由剛性物質(zhì)形成，更優(yōu)選地，鏡子部3由導(dǎo)電物質(zhì)形成。當(dāng)鏡子部3由導(dǎo)電物質(zhì)形成時(shí)，不再絕對(duì)需要單獨(dú)設(shè)置用以驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)部4的電極和導(dǎo)體。這樣就能在提高的組裝的可操作性的情況下制造可變形鏡1。
這種具有剛性及導(dǎo)電性的物質(zhì)的實(shí)例包括硅以及諸如鋁和鐵之類的金屬。在鏡子部3是由諸如玻璃之類的非導(dǎo)電性絕緣物質(zhì)形成的情況下，為了實(shí)現(xiàn)與驅(qū)動(dòng)部4的電導(dǎo)通，有必要在鏡子部3的與其鏡面相對(duì)的側(cè)面上通過(guò)氣相沉積金等形成電極圖案，或者在鏡子部3的與其鏡面相對(duì)的側(cè)面上安裝電極。
形成鏡子部3的物質(zhì)不必局限于單一的材料，而是可以在本發(fā)明的目的的范圍內(nèi)變化。例如，可以用硅形成鏡子部3的基底部，然后在該基底部上鋪設(shè)鋁涂層等以形成鏡面。也可以在基底部上形成多個(gè)層。
在本實(shí)施例中，鏡子部3為平板形，但是這并不意味著將鏡子部3的形狀限制于該特定形狀。鏡子部3的形狀可以在本發(fā)明的目的的范圍內(nèi)變化。例如，如圖2A中所示，鏡子部3的鏡面部分可以為凹面，從而，鏡子部3整體上可以形成為凹形。選擇性地，如圖2B所示，還可以在鏡子部3與鏡面相對(duì)的側(cè)面上、鏡子部3與壓電元件4相接觸的部分上形成突起3a。圖2A和圖2B均為圖1A中所示的可變形鏡1的沿a-a線的剖視圖，其中示出了鏡子部3和固定部5結(jié)合在一起之前的狀態(tài)，以使能夠更容易地理解鏡子部3的形狀。
這里，如果鏡子部3和所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)部4不能保持彼此接觸，則所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)部4保持不與電極接觸，為避免這種情況，鏡子部3和所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)部4通常結(jié)合在一起。在鏡子部3具有如圖2A或者圖2B所示形狀的情況下，鏡子部3和所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)部4沒(méi)有結(jié)合在一起，與所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)部4膨脹或收縮無(wú)關(guān)，鏡子部3和所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)部4能夠保持結(jié)合在一起。這樣可以省略將鏡子部3和所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)部4結(jié)合在一起的步驟。
凹面的鏡子部3例如可以通過(guò)將具有不同熱收縮系數(shù)的材料鋪設(shè)在一起而形成。在假定鏡子部3由硅形成的情況下，凸面的鏡子部3例如可以通過(guò)干蝕刻來(lái)形成。
所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)部4是由例如諸如PZT(鋯鈦酸鉛，Pb(ZrXTi1-X)O3)之類的壓電材料形成。然而，這并不意味著將壓電材料局限于PZT，而是除了PZT之外，還可以利用任何壓電陶瓷，或者諸如聚偏二氟乙烯(polyvinylidenefluoride)之類的壓電聚合物。
如圖1A和1B所示，多個(gè)驅(qū)動(dòng)部4夾在支撐基部2和鏡子部3之間。在本實(shí)施例中，四個(gè)驅(qū)動(dòng)部4沿十字形方向?qū)ΨQ地設(shè)置。驅(qū)動(dòng)部4的數(shù)量和設(shè)置并不局限于本實(shí)施例中具體選擇的數(shù)量和設(shè)置。然而，為了使鏡子部3各位置處的鏡面均勻地變形，優(yōu)選將多個(gè)驅(qū)動(dòng)部4對(duì)稱地設(shè)置；考慮到鏡子部3的尺寸以及其它因素，進(jìn)一步優(yōu)選將四個(gè)驅(qū)動(dòng)部4沿十字形方向?qū)ΨQ地設(shè)置，更進(jìn)一步優(yōu)選將多個(gè)驅(qū)動(dòng)部4相對(duì)于垂直通過(guò)鏡面中心的軸線對(duì)稱地設(shè)置。這樣可以精確地、容易地調(diào)節(jié)鏡面。在設(shè)置多個(gè)驅(qū)動(dòng)部4的情況下，優(yōu)選將調(diào)節(jié)所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)部4的各部件的高度以防止鏡子部3的鏡面畸變。
驅(qū)動(dòng)部4的形狀沒(méi)有具體地限制，驅(qū)動(dòng)部4可以具有長(zhǎng)方體的形狀、圓柱形的形狀或者其它任意形狀。然而，由于長(zhǎng)方體形狀更易于進(jìn)行切削、拋光等加工，并且具有組裝可變形鏡1的更好的工作效率，因此優(yōu)選長(zhǎng)方體的形狀。
如圖1A和圖1B所示，多個(gè)固定部5夾在支撐基部2和鏡子部3之間，并且如俯視圖所示，設(shè)置在多個(gè)驅(qū)動(dòng)部4的外側(cè)。所述多個(gè)固定部5的頂面結(jié)合于鏡子部3。優(yōu)選地，各所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)部4的高度相等以防止鏡子部3的鏡面畸變，此外優(yōu)選地，調(diào)節(jié)多個(gè)固定部5和多個(gè)驅(qū)動(dòng)部4的高度之間的關(guān)系以防止畸變。
對(duì)形成固定部5的材料沒(méi)有特定的限制。固定部5和驅(qū)動(dòng)部4可以由相同材料形成。在固定部5和驅(qū)動(dòng)部4由相同材料形成的情況下，能夠同時(shí)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)部4和固定部5的高度，然后通過(guò)切割所述材料而將驅(qū)動(dòng)部4和固定部5同時(shí)分開(kāi)成為獨(dú)立的部件。這有助于提高可變形鏡1的組裝效率。
在本實(shí)施例中，多個(gè)固定部5設(shè)置在多個(gè)驅(qū)動(dòng)部4的外側(cè)。然而，這并不意味著局限于這種設(shè)置。例如，為了使驅(qū)動(dòng)部4還可以用作固定部，驅(qū)動(dòng)部4也可以設(shè)置在固定部5的位置處。這種情況下，在本實(shí)施例中需要在多個(gè)驅(qū)動(dòng)部4的位置處設(shè)置多個(gè)支撐部以使鏡面變形。
在本實(shí)施例中，由上述各獨(dú)立的部件構(gòu)成的可變形鏡1整體上具有長(zhǎng)方體的形狀，不過(guò)其形狀并不限制于這種特定形狀，而是可以在本發(fā)明的目的的范圍內(nèi)變化。例如，支撐基部2、鏡子部3等可以為圓形，支撐基部2可以大于鏡子部3。
在本實(shí)施例的可變形鏡1中，當(dāng)向設(shè)置在支撐基部2和鏡子部3上的電極通電時(shí)，多個(gè)驅(qū)動(dòng)部4被驅(qū)動(dòng)。這些電極連接于設(shè)置在支撐基部2和鏡子部3上的導(dǎo)體上。對(duì)于用于驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)部4的電極和導(dǎo)體而言，對(duì)那些設(shè)置在鏡子部3上的電極和導(dǎo)體已經(jīng)進(jìn)行了描述，現(xiàn)將描述那些設(shè)置在支撐基部2上的電極和導(dǎo)體。
圖3A和圖3B為示出了在支撐基部2上設(shè)置的凸起的結(jié)構(gòu)的視圖。圖3A為從斜上方觀察的圖1A中所示的支撐基部2的立體圖。圖3B為圖3A中所示的支撐基部2的沿b-b線的剖視圖。
在支撐基部2上設(shè)置有第一凸起6，在第一凸起6上設(shè)置有驅(qū)動(dòng)部4和固定部5。在支撐基部2上還設(shè)置有第二凸起7。在第一凸起6和第二凸起7上形成有金層。形成在第一凸起6上的部分金層構(gòu)成電極8，形成在第二凸起7上的部分金層構(gòu)成導(dǎo)體9。導(dǎo)體的端部7b形成用于驅(qū)動(dòng)部4的驅(qū)動(dòng)端子。這些用于驅(qū)動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)端子位于支撐基部2的邊緣。顯然，第二凸起7中所形成的圖案并不局限于在本實(shí)施例中具體采用的圖案。
在本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，在電極和導(dǎo)體由相同材料形成的情況下，當(dāng)例如通過(guò)氣相沉積、噴鍍等方式簡(jiǎn)單地形成金層而在第一凸起6和第二凸起7上形成電極8和導(dǎo)體9時(shí)，可以形成電極8和導(dǎo)體9。這樣，在組裝可變形鏡1時(shí)提高了工作效率。在本實(shí)施例中，利用金層來(lái)形成電極8和導(dǎo)體9。然而，這并不意味著進(jìn)行了任何的限制，而是可以在本發(fā)明的目的的范圍內(nèi)進(jìn)行任何改型。例如，可以使用鉑層等來(lái)代替金層。電極8和導(dǎo)體9也可以由不同的材料形成。
下面將詳細(xì)說(shuō)明設(shè)置在支撐基部2上的第一凸起6和第二凸起7。首先將說(shuō)明將這些凸起設(shè)置在支撐基部2上的原因。如果在支撐基部2上沒(méi)有設(shè)置凸起，當(dāng)形成電極8和導(dǎo)體9時(shí)，那些不應(yīng)當(dāng)形成電極8和導(dǎo)體9的位置需要預(yù)先被遮蔽以使金不會(huì)氣相沉積在那里。這導(dǎo)致在制造可變形鏡1時(shí)的工作效率低下。相反，預(yù)先形成凸起則消除了在進(jìn)行氣相沉積等操作之前置放掩膜的需要，從而有助于有效產(chǎn)生電極8和導(dǎo)體9，有助于減少可變形鏡1的成本。對(duì)于其上設(shè)置有驅(qū)動(dòng)部4和固定部5的第一凸起6而言，設(shè)置有凸起的那些位置高于支撐基部2的表面，從而有助于當(dāng)驅(qū)動(dòng)部4等結(jié)合于第一凸起6之后將位于第一凸起6外側(cè)的不必要的部分切除時(shí)，防止支撐基部2被切割。
如圖3B所示，在本實(shí)施例中，在第一凸起6的頂面上設(shè)置有結(jié)合面6a，驅(qū)動(dòng)部4和固定部5結(jié)合于該結(jié)合面6a。而且，如圖3B所示，設(shè)置在第一凸起6上的結(jié)合面6a形成為比第二凸起7的最高部分高出Δd。盡管形成電極8和導(dǎo)體9的金層鋪設(shè)在第一凸起6和第二凸起7的頂面上，然而由于該金層非常薄，因此該金層的厚度幾乎可以忽略不計(jì)。
如上所述將第一凸起6形成為高于第二凸起7具有如下的優(yōu)點(diǎn)。即使首先在支撐基部2上形成電極8和導(dǎo)體9，然后例如將隨后變成驅(qū)動(dòng)部4與固定部5的壓電材料結(jié)合于第一凸起6的結(jié)合面6a，然后用切片機(jī)(dicer)等將不必要的部分切除以形成驅(qū)動(dòng)部4和固定部5的情況下，也能在壓電材料和導(dǎo)體9之間留下間隙，從而能夠在不切割導(dǎo)體9的情況下去除壓電材料的不必要的部分。這樣可以通過(guò)下文描述的制造方法來(lái)制造可變形鏡1，從而可以提高組裝可變形鏡1的工作效率。而且，因?yàn)槟軌蛱岣呓M裝可變形鏡1的工作效率，因此可變形鏡的成本較低。
應(yīng)注意的是，為了易于理解，在圖3A和圖3B中第一凸起6和第二凸起7之間的高度差Δd被放大了。盡管未示出，實(shí)際上電極8和導(dǎo)體9形成為連續(xù)電性氣相沉積層。因此，優(yōu)選地只要在上述用切片機(jī)等進(jìn)行切割的過(guò)程中導(dǎo)體9不被切割的情況下，差值Δd盡可能的小。這是因?yàn)椋钪郸越小，金屬層就能夠越均勻地氣相沉積在第一凸起6和第二凸起7上，且在電極8和導(dǎo)體9之間越不可能發(fā)生導(dǎo)體斷裂。在本實(shí)施例中，第一凸起6和第二凸起7均形成為長(zhǎng)方體。然而，這并不意味著進(jìn)行了任何的限制，而是可以采用其它的任意形狀。例如，在第一凸起6中，在第一凸起6的頂面設(shè)置結(jié)合面6a的同時(shí)，第一凸起6的側(cè)面也可以具有斜度以傾斜地?cái)U(kuò)展(obliquelyexpand)。
下文將參考相關(guān)附圖對(duì)根據(jù)本發(fā)明的可變形鏡1的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。
首先，通過(guò)諸如蝕刻或者噴沙處理(sand blasting)等工藝在支撐基部2上形成例如如圖3A和圖3B所示的第一凸起6和第二凸起7。這里，第一凸起6和第二凸起7形成為第一凸起6高于第二凸起7。第一凸起6和第二凸起7的形狀并不局限于圖3A中所示的形狀。然而，為了易于設(shè)置驅(qū)動(dòng)部4和固定部5，優(yōu)選在第一凸起6上設(shè)置平的結(jié)合面6a(見(jiàn)圖3B)。
接下來(lái)，在形成于支撐基部2上的第一凸起6和第二凸起7上，通過(guò)例如氣相沉積或者噴鍍來(lái)鋪設(shè)金屬層。此金屬層用作電極8和導(dǎo)體9，驅(qū)動(dòng)部4通過(guò)所述電極8和導(dǎo)體9而被驅(qū)動(dòng)。此金屬層的類型并不具體限制，只要是導(dǎo)電性的，任意類型的金屬都可以，其實(shí)例包括金和鉑。
接著，將具有與支撐基部2相同面積的壓電材料安裝在支撐基部2上，且壓電材料結(jié)合于第一凸起6上的結(jié)合面6a。此處的結(jié)合是在加熱狀態(tài)下，在兩側(cè)之間施加壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其中一側(cè)是支撐基部2，而另一側(cè)是驅(qū)動(dòng)部4和固定部5。這里，在用作電極8的金屬層為金層的情況下，優(yōu)選地，在溫度等于或者大于400℃但是等于或者小于500℃的狀態(tài)下，驅(qū)動(dòng)部4和固定部5壓接(pressure-banded)于支撐基部2。這導(dǎo)致的結(jié)合強(qiáng)度大于在不采用金層的情況下形成的結(jié)合的結(jié)合強(qiáng)度。此外，在溫度低于370℃時(shí)，結(jié)合強(qiáng)度不足，并且在溫度高于500℃時(shí)，結(jié)合強(qiáng)度降低，如下表所示。

上述的結(jié)合強(qiáng)度是在拉伸試驗(yàn)裝置(Micro Tester Model 5848，InstronCorporation制造)上測(cè)得的。
接著，如圖4A所示，用例如切片機(jī)沿著圖中的虛線切割壓電材料，并同時(shí)注意不要切割到壓電材料與第一凸起結(jié)合的部分(圖中以粗線表示的部分)?，F(xiàn)在，如圖4B所示，未與支撐基部2結(jié)合的壓電材料的不必要的部分被去除，從而留下了驅(qū)動(dòng)部4和固定部5。圖4A和圖4B為可變形鏡1的俯視圖，其中去除了鏡子部3。
通過(guò)上述的過(guò)程，利用較少的步驟即在支撐基部2上形成了用于使鏡面變形的驅(qū)動(dòng)部4、用于固定鏡子部3的固定部5、以及用于驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)部4的電極8和導(dǎo)體9。這樣，通過(guò)隨后將鏡子部3結(jié)合于固定部5，即獲得了圖1A和圖1B中所示的實(shí)施例的可變形鏡1。這里，鏡子部3可以結(jié)合于驅(qū)動(dòng)部4也可以不結(jié)合于驅(qū)動(dòng)部4。
在本實(shí)施例中，具有與支撐基部2相同面積的壓電材料安裝在支撐基部2上，并且切除了壓電材料的作為不必要的除形成為驅(qū)動(dòng)部4和固定部5之外的部分。這樣使驅(qū)動(dòng)部4和固定部5的高度的調(diào)節(jié)和其它工作變得容易，并且盡管同時(shí)產(chǎn)生了浪費(fèi)大部分昂貴的壓電材料的缺點(diǎn)，然而在工作效率方面取得了有益效果。為了對(duì)此進(jìn)行改進(jìn)，例如，只要調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)部4和固定部5的高度和其它工作的工作效率不會(huì)降低，就可以預(yù)先將壓電材料切割成小塊以使用這些小塊來(lái)制造可變形鏡1，并將用于使這些小塊定位的固定件插入到由于壓電材料被切割成小塊而形成的間隙中。這樣有助于減小上述所增加的制造成本。
接著將對(duì)使用根據(jù)本發(fā)明的可變形鏡的光學(xué)拾取裝置11進(jìn)行說(shuō)明。架構(gòu)出根據(jù)本發(fā)明的結(jié)合有可變形鏡1的光學(xué)拾取裝置11的光學(xué)系統(tǒng)，例如如圖5所示。光學(xué)拾取裝置11的光學(xué)系統(tǒng)可以在本發(fā)明的目的的范圍內(nèi)以任何其它的方式架構(gòu)。
如圖5中所示的光學(xué)拾取裝置11設(shè)置有半導(dǎo)體激光器12、準(zhǔn)直透鏡13、分光器14、根據(jù)本發(fā)明的可變形鏡1、四分之一波長(zhǎng)片15、物鏡16、聚光透鏡18以及光電檢測(cè)器19。
從半導(dǎo)體激光器12發(fā)出的激光被準(zhǔn)直透鏡13轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫泄馐Ｈ缓?，該平行光束通過(guò)分光器14，隨后由四分之一波長(zhǎng)片15改變其偏振狀態(tài)，之后在可變形鏡1上反射，并且隨后由物鏡16聚焦在光盤17上。從光盤17反射的激光通過(guò)物鏡16，之后在可變形鏡1上反射，隨后穿過(guò)分光器14反射，并且隨后由聚光透鏡18聚光引導(dǎo)至光電檢測(cè)器19。
在這個(gè)實(shí)施例中，可變形鏡1的功能一方面是作為傳統(tǒng)上使用的凸鏡(up-directing mirror)。另一方面，在這個(gè)光學(xué)系統(tǒng)中，當(dāng)光盤17相對(duì)于垂直于激光光軸的方向發(fā)生傾斜的時(shí)候，如前所述地會(huì)產(chǎn)生彗形像差。這種彗形像差可以通過(guò)使可變形鏡1的鏡面變形來(lái)矯正。就是說(shuō)，另一方面可變形鏡1還可用來(lái)矯正像差。具體而言，基于從光電檢測(cè)器19獲得的信號(hào)，當(dāng)需要矯正諸如彗形像差之類的波前像差時(shí)，設(shè)置于光學(xué)拾取裝置11中的控制器(未示出)發(fā)送信號(hào)給可變形鏡1，以指示其使鏡子部3的鏡面變形，從而矯正該像差。
根據(jù)本發(fā)明的使用可變形鏡1的與此類似的光學(xué)拾取裝置11中，由于可變形鏡1較少的組裝步驟并且不需要用于驅(qū)動(dòng)可變形鏡1的復(fù)雜的配線，因此不僅可以精確矯正像差而且可以有助于提高制造光學(xué)拾取裝置11時(shí)的工作效率。并且還可以減少光學(xué)拾取裝置11的成本。
權(quán)利要求
1.一種可變形鏡，其包括支撐基部；鏡子部，其面向該支撐基部，并且該鏡子部的、與面向該支撐基部的一側(cè)相對(duì)的一側(cè)上具有鏡面；多個(gè)固定部，所述多個(gè)固定部將該鏡子部固定至該支撐基部；以及多個(gè)驅(qū)動(dòng)部，所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)部通過(guò)在該支撐基部和該鏡子部之間膨脹和收縮而使該鏡面變形；其中，在該支撐基部上形成有多個(gè)凸起，所述多個(gè)凸起用作結(jié)合于所述多個(gè)固定部的多個(gè)結(jié)合面；結(jié)合于所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)部的多個(gè)電極，以向所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)部供電；以及電連接于所述多個(gè)電極的多個(gè)導(dǎo)體。
2.如權(quán)利要求1所述的可變形鏡，其中，在該支撐基部上，所述多個(gè)電極形成為高于所述多個(gè)導(dǎo)體。
3.如權(quán)利要求1所述的可變形鏡，其中，所述多個(gè)固定部和所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)部由相同的壓電材料形成。
4.如權(quán)利要求1所述的可變形鏡，其中，所述多個(gè)結(jié)合面、所述多個(gè)電極和所述多個(gè)導(dǎo)體由同種金屬層形成。
5.如權(quán)利要求1所述的可變形鏡，其中，所述多個(gè)結(jié)合面、所述多個(gè)電極和所述多個(gè)導(dǎo)體由金層形成。
6.如權(quán)利要求5所述的可變形鏡，其中，該金層在大于等于400℃且小于等于500℃的溫度下進(jìn)行熱處理。
7.如權(quán)利要求1所述的可變形鏡，其中，該鏡子部由導(dǎo)電材料形成。
8.如權(quán)利要求1所述的可變形鏡，其中，所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)部和所述多個(gè)固定部設(shè)置為沿十字形方向?qū)ΨQ地成四對(duì)設(shè)置。
9.一種可變形鏡，其包括支撐基部；鏡子部，其面向該支撐基部，并且該鏡子部的與面向該支撐基部的一側(cè)相對(duì)的一側(cè)上具有鏡面；多個(gè)固定部，所述多個(gè)固定部將該鏡子部固定于該支撐基部；以及多個(gè)驅(qū)動(dòng)部，所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)部通過(guò)在該支撐基部和該鏡子部之間膨脹和收縮而使該鏡面變形；其中，所述可變形鏡具有多個(gè)電極，所述多個(gè)電極驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)部；以及多個(gè)導(dǎo)體，所述多個(gè)導(dǎo)體連接至所述多個(gè)電極；在該支撐基部上設(shè)置有多個(gè)結(jié)合面，所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)部和所述多個(gè)固定部結(jié)合子所述多個(gè)結(jié)合面；多個(gè)第一凸起，所述多個(gè)電極設(shè)置在所述多個(gè)第一凸起上；以及多個(gè)第二凸起，所述多個(gè)導(dǎo)體設(shè)置在所述多個(gè)第二凸起上；相對(duì)于該支撐基部的表面，所述多個(gè)第一凸起形成為高于所述多個(gè)第二凸起；所述多個(gè)固定部和所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)部由相同的壓電材料形成；所述多個(gè)結(jié)合面、所述多個(gè)電極以及所述多個(gè)導(dǎo)體由金層形成；所述鏡子部由導(dǎo)電材料形成；以及所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)部和所述多個(gè)固定部設(shè)置為沿十字形方向?qū)ΨQ地成四對(duì)設(shè)置。
10.一種包括如權(quán)利要求1所述的可變形鏡的光學(xué)拾取裝置。
11.一種用于制造可變形鏡的方法，該可變形鏡包括支撐基部；鏡子部，其面向該支撐基部，并且該鏡子部的、與面向該支撐基部的一側(cè)相對(duì)的一側(cè)上具有鏡面；以及驅(qū)動(dòng)部，設(shè)置在該支撐基部和該鏡子部之間，并且該驅(qū)動(dòng)部利用壓電材料而使該鏡面變形；該方法包括在部分支撐基部上形成凸起的步驟；在該凸起上形成金屬層的步驟；將部分凸起與該壓電材料結(jié)合在一起的步驟；以及沿垂直于該支撐基部的方向切割該壓電材料，以免切割到該壓電材料結(jié)合至該凸起的部分的步驟。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，該金屬層形成為包括電極，其結(jié)合于該驅(qū)動(dòng)部，以向該驅(qū)動(dòng)部供電；以及導(dǎo)體，其電連接至該電極。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，形成該電極的凸起部分形成為高于形成該導(dǎo)體的凸起部分。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，通過(guò)在加熱狀態(tài)下將部分凸起和該壓電材料壓接在一起而實(shí)現(xiàn)所述結(jié)合的步驟。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，該金屬層為金層，并且該壓電材料和部分凸起在溫度大于等于400℃且小于等于500℃的加熱狀態(tài)下壓接在一起。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可變形鏡，該可變形鏡具有支撐基部；鏡子部，其面向該支撐基部，并且該鏡子部的、與面向該支撐基部的一側(cè)相對(duì)的一側(cè)上具有鏡面；多個(gè)固定部，所述多個(gè)固定部將該鏡子部固定至該支撐基部；以及多個(gè)驅(qū)動(dòng)部，所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)部通過(guò)在該支撐基部和該鏡子部之間膨脹和收縮而使該鏡面變形。在該支撐基部上形成有多個(gè)凸起，所述多個(gè)凸起用作結(jié)合于所述多個(gè)固定部的多個(gè)結(jié)合面；結(jié)合于所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)部的多個(gè)電極，以向所述多個(gè)驅(qū)動(dòng)部供電；以及電連接于所述多個(gè)電極的多個(gè)導(dǎo)體。
文檔編號(hào)G11B7/135GK1920612SQ20061012138
公開(kāi)日2007年2月28日 申請(qǐng)日期2006年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月22日
發(fā)明者長(zhǎng)島賢治, 藤井仁, 田中史記, 杉山進(jìn), 石井明, 田中克彥, 久瀨亙 申請(qǐng)人:船井電機(jī)株式會(huì)社