JP2007149143A - Aberration correction mirror for optical pickup - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光ディスクに情報を記録し、又は、光ディスクから情報を読取る光ピックアップに搭載される光ピックアップ用の収差補正ミラーに関するものである。 The present invention relates to an aberration correction mirror for an optical pickup mounted on an optical pickup that records information on an optical disk or reads information from an optical disk.
従来から、光ピックアップ用の収差補正ミラーは、電界の影響を受けて変形する薄膜アクチュエータ上にミラー面が形成された構成になっており、薄膜アクチュエータを電界の影響によって変形させることにより、薄膜アクチュエータ上のミラー面を変形させるようになっている。このような光ピックアップ用の収差補正ミラーは、PZTなどの圧電セラミックス(圧電体)を薄膜アクチュエータとして用いたものが知られている(例えば特許文献1乃至特許文献3参照)。圧電体とは、電界の影響を受けて分極作用により変形する材質のものである。
ところで、上述した従来の光ピックアップ用の収差補正ミラーにおいては、PZTなどの圧電セラミックスを薄膜アクチュエータとして用いており、圧電セラミックスを薄膜アクチュエータとして成膜するには、スパッタリング法やゾルゲル法といった製法を用いる必要がある。しかしながら、スパッタリング法やゾルゲル法では、500℃以上の高温で成膜しなければならないため、基板材料にシリコン、金属、セラミックスなどの高温に耐え得る高価で重い材料を用いる必要があり、その結果、収差補正ミラーの低コスト化の妨げになると共に軽量化の妨げになっていた。また、スパッタリング法やゾルゲル法では、成膜速度が非常に遅いため、収差補正ミラーの作製に時間を要するという点からも低コスト化の妨げになっていた。 By the way, in the above-described conventional aberration correction mirror for an optical pickup, piezoelectric ceramics such as PZT are used as a thin film actuator, and a manufacturing method such as a sputtering method or a sol-gel method is used to form a piezoelectric ceramic as a thin film actuator. There is a need. However, since sputtering and sol-gel methods require film formation at a high temperature of 500 ° C. or higher, it is necessary to use an expensive and heavy material that can withstand high temperatures such as silicon, metal, and ceramics as a substrate material. This has hindered the cost reduction of the aberration correction mirror and the weight reduction. In addition, the sputtering method and the sol-gel method have a very slow film formation rate, which hinders cost reduction from the point that it takes time to manufacture the aberration correction mirror.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、低コストで作製でき、かつ軽量化できる光ピックアップ用の収差補正ミラーを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an aberration correction mirror for an optical pickup that can be manufactured at low cost and can be reduced in weight.
上記目的を達成するために請求項1の発明は、電界の影響を受けて変形する薄膜アクチュエータと、薄膜アクチュエータの一方の面及び他方の面に各々形成された第1の電極及び第2の電極と、第1の電極上又は第2の電極上のいずれかに形成されたミラー面とを備え、薄膜アクチュエータが第1の電極及び第2の電極間に生じる電界の影響を受けて変形することによりミラー面を変形させる光ピックアップ用の収差補正ミラーにおいて、第1の電極とミラー面との間、又は第2の電極とミラー面との間のいずれかに形成された絶縁層と、薄膜アクチュエータ、第1の電極、第2の電極、絶縁層、及びミラー面を支持する基板とを備え、薄膜アクチュエータは、電界によって生じるクーロン力により変形する電歪ポリマーであるシリコーンゴム又はアクリル樹脂のいずれかから成り、絶縁層及び基板は、ポリイミド樹脂又はアクリル樹脂のいずれかから成り、常温での作製を可能としたものである。 In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is a thin film actuator that is deformed by the influence of an electric field, and a first electrode and a second electrode formed on one surface and the other surface of the thin film actuator, respectively. And a mirror surface formed on either the first electrode or the second electrode, and the thin film actuator is deformed under the influence of the electric field generated between the first electrode and the second electrode. In the aberration correction mirror for optical pickup that deforms the mirror surface by the above, an insulating layer formed between the first electrode and the mirror surface or between the second electrode and the mirror surface, and a thin film actuator The first electrode, the second electrode, the insulating layer, and the substrate that supports the mirror surface, and the thin film actuator is a silicone resin that is an electrostrictive polymer that is deformed by Coulomb force generated by an electric field. Or consist either an acrylic resin, an insulating layer and the substrate is made of either the polyimide resin or acrylic resin is obtained by allowing the creation of at room temperature.
請求項2の発明は、電界の影響を受けて変形する薄膜アクチュエータと、薄膜アクチュエータの一方の面及び他方の面に各々形成された第1の電極及び第2の電極と、第1の電極上又は第2の電極上のいずれかに形成されたミラー面とを備え、薄膜アクチュエータが第1の電極及び第2の電極間に生じる電界の影響を受けて変形することによりミラー面を変形させる光ピックアップ用の収差補正ミラーにおいて、薄膜アクチュエータは、電界によって生じるクーロン力により変形する電歪ポリマーから成るものである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a thin film actuator that is deformed by the influence of an electric field, a first electrode and a second electrode that are respectively formed on one surface and the other surface of the thin film actuator, and the first electrode Or a mirror surface formed on any of the second electrodes, and the thin film actuator deforms under the influence of an electric field generated between the first electrode and the second electrode, thereby deforming the mirror surface. In the aberration correction mirror for pickup, the thin film actuator is made of an electrostrictive polymer that is deformed by a Coulomb force generated by an electric field.
請求項3の発明は、請求項2に記載の光ピックアップ用の収差補正ミラーにおいて、電歪ポリマーは、シリコーンゴム又はアクリル樹脂のいずれかから成るものである。 According to a third aspect of the present invention, in the aberration correction mirror for an optical pickup according to the second aspect, the electrostrictive polymer is made of either silicone rubber or acrylic resin.
請求項1の発明によれば、薄膜アクチュエータを成す電歪ポリマーは常温(室温)で加工、成形できる材料であるため、絶縁層及び基板にも常温で加工、成形できるポリイミド樹脂又はアクリル樹脂を用いて、常温での収差補正ミラーの作製が可能となり、これにより、収差補正ミラーを低コストで作製できる。しかも、薄膜アクチュエータを成す電歪ポリマーは軽量なプラスチック材料であり、絶縁層及び基板を成すポリイミド樹脂、アクリル樹脂も軽量なプラスチック材料であるため、収差補正ミラーを軽量化できる。また、薄膜アクチュエータを成す電歪ポリマーにシリコーンゴム又はアクリル樹脂を用いることにより、収差補正ミラーをより低コストで作製できると共により軽量化できる。 According to the invention of claim 1, since the electrostrictive polymer forming the thin film actuator is a material that can be processed and molded at room temperature (room temperature), the polyimide resin or acrylic resin that can be processed and molded at room temperature is also used for the insulating layer and the substrate. Thus, it becomes possible to manufacture an aberration correction mirror at room temperature, whereby the aberration correction mirror can be manufactured at low cost. In addition, since the electrostrictive polymer forming the thin film actuator is a light plastic material, and the polyimide resin and acrylic resin forming the insulating layer and the substrate are also light plastic materials, the aberration correction mirror can be reduced in weight. Further, by using silicone rubber or acrylic resin for the electrostrictive polymer constituting the thin film actuator, the aberration correction mirror can be produced at a lower cost and the weight can be reduced.
請求項2の発明によれば、薄膜アクチュエータを成す電歪ポリマーは常温(室温)で加工、成形できる材料であるため、常温での収差補正ミラーの作製が可能となり、これにより、収差補正ミラーを低コストで作製できる。しかも、薄膜アクチュエータを成す電歪ポリマーは軽量なプラスチック材料であるため、収差補正ミラーを軽量化できる。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、薄膜アクチュエータを成す電歪ポリマーにシリコーンゴム又はアクリル樹脂を用いることにより、収差補正ミラーをより低コストで作製できると共により軽量化できる。
According to the invention of
以下、本発明を具体化した実施形態による光ピックアップ用の収差補正ミラーについて図面を参照して説明する。図1は、収差補正ミラーを搭載した光ピックアップの構成を示す。光ピックアップ1は、光ディスク2に光を照射することにより、光ディスク2に情報を記録し、また、光ディスク2に光を照射して光ディスク2からの反射光を受光することにより、光ディスク2から情報を読取るものである。
Hereinafter, an aberration correction mirror for an optical pickup according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of an optical pickup equipped with an aberration correction mirror. The optical pickup 1 records information on the
光ピックアップ1は、半導体レーザ3と、コリメートレンズ4と、ビームスプリッタ5と、収差補正ミラー6と、対物レンズ7と、集光レンズ8と、受光素子9とを備えている。半導体レーザ3から出射された光は、コリメートレンズ4によりコリメートされ、ビームスプリッタ5を透過し、収差補正ミラー6のミラー面15で反射された後、対物レンズ7により集光されて、光ディスク1上に照射される。また、光ディスク1で反射された光は、対物レンズ7によりコリメートされ、収差補正ミラー6のミラー面で反射された後、ビームスプリッタ5により反射され、集光レンズ8により集光されて、受光素子9により受光される。
The optical pickup 1 includes a
収差補正ミラー6は、ミラー面15の形状が変化するようになっており、ミラー面15の形状を変化させることにより、ミラー面15で反射する光の収差(すなわち、光ディスク1上に照射される光の収差、又は、受光素子9上に照射される光の収差)を補正する。ミラー面15の形状は、受光素子9の出力信号を基に、不図示のコントローラにより電気的に制御される。
The aberration correction mirror 6 is configured such that the shape of the
図2(a)(b)は、収差補正ミラー6の構成を示す。収差補正ミラー6は、電界の影響を受けて変形する薄膜アクチュエータ11と、薄膜アクチュエータ11を変形させる電界を発生するための1対の電極(第1の電極及び第2の電極)12、13と、絶縁層14と、ミラー面15と、基板16とを備えている。
2A and 2B show the configuration of the aberration correction mirror 6. The aberration correction mirror 6 includes a
薄膜アクチュエータ11は、シリコーンゴムやアクリル樹脂などの電歪ポリマーから成っている。電歪ポリマーとは、電界によって生じるクーロン力により変形する材質のものである。このような薄膜アクチュエータ11は、市販のシリコーンゴムやアクリル樹脂のシートを用いたり、スピンコートなどでシリコーンゴムやアクリル樹脂を成膜することにより形成できる。薄膜アクチュエータ11の厚さは、略1nm〜10nmが好ましい。
The
第1の電極12は、薄膜アクチュエータ11の一方側の表面に形成されており、第2の電極13は、薄膜アクチュエータ11の他方側の表面に形成されている。つまり、第1の電極12及び第2の電極13により薄膜アクチュエータ11を挟んでいる。第1の電極12及び第2の電極13は、一般的な金属薄膜(100nm〜500nm)や、高導電性カーボンブラックパウダーなどの導電性を有する材料から成っている。
The
絶縁層14は、第2の電極13の表面に形成されており、ミラー面15は、絶縁層14の表面に形成されている。つまり、絶縁層14は、第2の電極13とミラー面15との間に形成されており、ミラー面15は、第2の電極13及び絶縁層14を介して、薄膜アクチュエータ11上に形成されている。絶縁層14は、ポリイミド樹脂やアクリル樹脂などのプラスチック材料から成っており、ミラー面15は、アルミ、クロム、金などの高反射率を有する材料から成っている。ミラー面15の厚さは、略30nm以上が好ましい。
The
基板16は、第1の電極12の表面に形成されており、薄膜アクチュエータ11、第1の電極12、第2の電極13、絶縁層14、及びミラー面15を支持している。基板16のミラー面15に対向する箇所には、キャビティ16aが形成されている。基板16は、ポリイミド樹脂やアクリル樹脂などのプラスチック材料から成っている。
The
このような構成の収差補正ミラー6は、薄膜アクチュエータ11が第1の電極12及び第2の電極13間に生じる電界の影響を受けて変形することにより、薄膜アクチュエータ11上に形成されているミラー面15の形状を変形させるようになっている。
The aberration correction mirror 6 having such a configuration is a mirror formed on the
図3(a)(b)は、上記収差補正ミラー6の薄膜アクチュエータ11の構成材料である電歪ポリマーの変形原理を示す。電歪ポリマー30の表裏両面に一対の電極31、32を設けて、電極31、32間に電圧を印加すると(図3(b)参照)、電歪ポリマー30は、電極31、32間に電圧を印加していないときの形状(図3(a)参照)から、電極31、32間の電界によって生じるクーロン力によって、クーロン力の働く方向に薄くなり、クーロン力の働く方向と直交する方向に伸びるように変形する。また、電歪ポリマー30は、電極31、32間への電圧の印加を停止すると、電圧を印加する前の元の形状(図3(a)参照)に戻る。電歪ポリマー30の変形量は、電極31、電極32間に印加する電圧の大きさに依存し、印加する電圧が大きいほど薄く伸びるように変形する(変形量が大きくなる)。上記収差補正ミラー6は、このような電歪ポリマーの変形原理を利用して、薄膜アクチュエータ11を変形させ、ミラー面15の形状を変形させるものである。
FIGS. 3A and 3B show the deformation principle of the electrostrictive polymer that is a constituent material of the
図4は、上記収差補正ミラー6の動作を示す。収差補正ミラー6は、第1の電極12及び第2の電極13間に電圧を印加していないときは、上記図1(b)に示すように、薄膜アクチュエータ11が略平面形状をしており、従って、ミラー面15も略平面形状をしている。
FIG. 4 shows the operation of the aberration correction mirror 6. In the aberration correction mirror 6, when no voltage is applied between the
そして、収差補正ミラー6は、第1の電極12及び第2の電極13間に電圧を印加すると、薄膜アクチュエータ11が第1の電極12及び第2の電極13間の電界によって生じるクーロン力によってクーロン力の働く方向と直交する方向に伸びるように変形する。このとき、薄膜アクチュエータ11には、薄膜アクチュエータ11の中心から外周に向かう方向(薄膜アクチュエータ11の伸びる方向)の内部応力が発生し、絶縁層14には、この薄膜アクチュエータ11の内部応力に抗う逆方向(絶縁層14の外周から中心に向かう方向)の内部応力が発生する。その結果、薄膜アクチュエータ11は、薄膜アクチュエータ11の内部応力と絶縁層14の内部応力との作用によって、図4に示すように、キャビティ16a側に窪むように湾曲した形状に変形し、これにより、ミラー面15もキャビティ16a側に窪むように湾曲した形状に変形する。
When the aberration correction mirror 6 applies a voltage between the
また、収差補正ミラー6は、第1の電極12及び第2の電極13間への電圧の印加を停止すると、薄膜アクチュエータ11が第1の電極12及び第2の電極13間に電圧を印加する前の元の平面形状に戻り、これにより、ミラー面15も元の平面形状に戻る。
In addition, when the aberration correction mirror 6 stops applying the voltage between the
薄膜アクチュエータ11の変形量(従ってミラー面15の形状)は、第1の電極12及び第2の電極13間に印加する電圧の大きさに依存し、印加する電圧が大きいほど、薄膜アクチュエータ11の変形量が大きくなって、ミラー面15が大きく湾曲する。第1の電極12及び第2の電極13間への電圧の印加と停止、及び印加する電圧の大きさは、不図示のコントローラにより制御される。
The amount of deformation of the thin film actuator 11 (and hence the shape of the mirror surface 15) depends on the magnitude of the voltage applied between the
このような構成の収差補正ミラー6によれば、薄膜アクチュエータ11を成す電歪ポリマーは常温(室温)で加工、成形できる材料であるため、絶縁層14及び基板16にも常温で加工、成形できるポリイミド樹脂又はアクリル樹脂を用いて、常温での収差補正ミラー6の作製が可能となり、これにより、収差補正ミラー6を低コストで作製できる。しかも、薄膜アクチュエータ11を成す電歪ポリマーは軽量なプラスチック材料であり、絶縁層14及び基板16を成すポリイミド樹脂、アクリル樹脂も軽量なプラスチック材料であるため、収差補正ミラー6を軽量化できる。また、薄膜アクチュエータ11を成す電歪ポリマーにシリコーンゴム又はアクリル樹脂を用いることにより、収差補正ミラー6をより低コストで作製できると共により軽量化できる。
According to the aberration correction mirror 6 having such a configuration, since the electrostrictive polymer forming the
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、種々の変形が可能である。例えば、薄膜アクチュエータ11は、シリコーンゴムやアクリル樹脂に限られず、他の材料の電歪ポリマーから成っていてもよく、絶縁層14及び基板16は、ポリイミド樹脂やアクリル樹脂に限られず、他のプラスチック材料から成っていてもよい。ミラー面15は、絶縁層14の表面に代えて、第1の電極12と基板16との間でキャビティ16aに臨む位置に形成してもよい。基板16は、第1の電極12の表面に代えて、ミラー面15がキャビティ16aに臨むように、ミラー面15の表面に形成してもよい。絶縁層14は、必ずしも必要ではなく、絶縁層14を設けない構成であってもよい。絶縁層14を設けない構成では、ミラー面15に、薄膜アクチュエータ11の内部応力に抗う逆方向の内部応力が発生することになり、薄膜アクチュエータ11は、薄膜アクチュエータ11の内部応力とミラー面15の内部応力との作用によって、湾曲した形状に変形する。
In addition, this invention is not restricted to the structure of the said embodiment, A various deformation | transformation is possible. For example, the
1 光ピックアップ
2 光ディスク
6 収差補正ミラー
11 薄膜アクチュエータ
12 第1の電極
13 第2の電極
14 絶縁層
15 ミラー面
16 基板
16a キャビティ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical pick-
Claims (3)
前記第1の電極と前記ミラー面との間、又は前記第2の電極と前記ミラー面との間のいずれかに形成された絶縁層と、
前記薄膜アクチュエータ、第1の電極、第2の電極、絶縁層、及びミラー面を支持する基板とを備え、
前記薄膜アクチュエータは、電界によって生じるクーロン力により変形する電歪ポリマーであるシリコーンゴム又はアクリル樹脂のいずれかから成り、
前記絶縁層及び基板は、ポリイミド樹脂又はアクリル樹脂のいずれかから成り、常温での作製を可能としたことを特徴とする光ピックアップ用の収差補正ミラー。 A thin film actuator that deforms under the influence of an electric field, a first electrode and a second electrode formed on one surface and the other surface of the thin film actuator, respectively, on the first electrode or the second electrode And an optical pickup for deforming the mirror surface by deforming the thin film actuator under the influence of an electric field generated between the first electrode and the second electrode. In the aberration correction mirror of
An insulating layer formed either between the first electrode and the mirror surface or between the second electrode and the mirror surface;
A substrate that supports the thin film actuator, the first electrode, the second electrode, the insulating layer, and the mirror surface;
The thin film actuator is composed of either silicone rubber or acrylic resin, which is an electrostrictive polymer that is deformed by Coulomb force generated by an electric field,
The aberration correction mirror for an optical pickup, wherein the insulating layer and the substrate are made of either polyimide resin or acrylic resin and can be manufactured at room temperature.
前記薄膜アクチュエータは、電界によって生じるクーロン力により変形する電歪ポリマーから成ることを特徴とする請求項2に記載の光ピックアップ用の収差補正ミラー。 A thin film actuator that deforms under the influence of an electric field, a first electrode and a second electrode formed on one surface and the other surface of the thin film actuator, respectively, on the first electrode or the second electrode And an optical pickup for deforming the mirror surface by deforming the thin film actuator under the influence of an electric field generated between the first electrode and the second electrode. In the aberration correction mirror of
The aberration correction mirror for an optical pickup according to claim 2, wherein the thin film actuator is made of an electrostrictive polymer that is deformed by a Coulomb force generated by an electric field.
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JP2010210968A (en) * | 2009-03-11 | 2010-09-24 | Fujifilm Corp | Optical module, method for producing the same, and imaging apparatus |
JP2015018095A (en) * | 2013-07-10 | 2015-01-29 | 日本電信電話株式会社 | Variable focus mirror |
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2005
- 2005-11-24 JP JP2005338102A patent/JP2007149143A/en not_active Withdrawn
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JP2010210968A (en) * | 2009-03-11 | 2010-09-24 | Fujifilm Corp | Optical module, method for producing the same, and imaging apparatus |
US8385013B2 (en) | 2009-03-11 | 2013-02-26 | Fujifilm Corporation | Optical module, method for production thereof, and imaging apparatus |
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