(57)【要約】【課題】光源のパワーを、量子雑音が十分に低くなるパワーに設定しつつ、盤面パワーを光ディスクの劣化やデータの消去などが起きない低いパワーに抑えて再生を行うことができ、記録時には、光源のパワーをそのまま用いて記録を行うことができ、小型化に向いた光ヘッドを提供すること。【解決手段】  レーザ光を射出するレーザ光源１と、レーザ光源１から射出されたレーザ光を光記録媒体９に集光する対物レンズ８と、光源１と光記録媒体９との間に配置され、印加される電圧に応じて透過率が変化する光学素子３とを備え、光記録媒体９から信号を再生する場合の方が光記録媒体９に信号を記録する場合よりも光学素子３の透過率が低くなるように、光学素子３に印加する電圧は、光記録媒体９に信号を記録する場合と光記録媒体９から信号を再生する場合とで切り替えられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印加される電圧に応じて透過率が変化するエレクトロクロミック材料層と、
前記エレクトロクロミック材料層の一方の面に配置された電解質と、
前記エレクトロクロミック材料層の他方の面に配置された第１の透明電極と、
前記電解質の前記エレクトロクロミック材料層とは反対側の面に配置された第２の透明電極とを備え、
前記第１の透明電極及び前記第２の透明電極の少なくともいずれかは、前記エレクトロクロミック材料層に異なった電圧を印加することが出来る複数の電極を有する、光学素子。
【請求項２】
前記複数の電極は、円形状の第１の電極と、前記第１の電極を囲むように配置された第２の電極とを有する、請求項１記載の光学素子。
【請求項３】
前駆複数の電極は、前記第１の電極と前記第２の電極との間に一つまたは複数の同心円形状の電極をさらに有する、請求項２記載の光学素子。
【請求項４】
前記複数の電極は、楕円形状の第１の電極と、前記第１の電極を囲むように配置された第２の電極とを有する、請求項１記載の光学素子。
【請求項５】
前記複数の電極は、前記第１の電極と前記第２の電極との間に一つまたは複数の同心楕円形状の電極をさらに有する、請求項４記載の光学素子。
【請求項６】
前記電解質は、液体である、請求項１記載の光学素子。
【請求項７】
前記電解質は、固体である、請求項１記載の光学素子。
【請求項８】
前記エレクトロクロミック材料層には、酸化反応で着色する材料が用いられている、請求項１記載の光学素子。
【請求項９】
前記エレクトロクロミック材料層には、還元反応で着色する材料が用いられている、請求項１記載の光学素子。
【請求項１０】
レーザ光を射出するレーザ光源と、
前記レーザ光源から射出された前記レーザ光を光記録媒体に集光する対物レンズと、
前記光源と前記光記録媒体との間に配置され、印加される電圧に応じて透過率が変化する光学素子とを備え、
前記光記録媒体から信号を再生する場合の方が前記光記録媒体に信号を記録する場合よりも前記光学素子の透過率が低くなるように、前記光学素子に印加する電圧は、前記光記録媒体に信号を記録する場合と前記光記録媒体から信号を再生する場合とで切り替えられる、光ヘッド。
【請求項１１】
前記対物レンズと前記レーザ光源との間に配置され、前記レーザ光源から射出された前記レーザ光を平行光に変換するコリメータレンズを備え、
前記光学素子は、前記コリメータレンズを基準にして、前記レーザ光源側または前記対物レンズ側に配置されている、請求項１０記載の光ヘッド。
【請求項１２】
前記レーザ光源の波長が３９０ｎｍから４２０ｎｍである、請求項１０記載の光ヘッド。
【請求項１３】
前記光学素子には、請求項１記載の光学素子が用いられている、請求項１０記載の光ヘッド。
【請求項１４】
前記光学素子が、前記コリメータレンズを基準にして、対物レンズ側に配置されている場合であって、
前記光学素子には、請求項２または３に記載の光学素子が用いられている、請求項１１記載の光ヘッド。
【請求項１５】
前記第１の電極及び前記第２の電極は、前記第１の電極に対応する前記エレクトロクロミック材料層の部分の透過率が、前記第２の電極に対応する前記エレクトロクロミック材料層の部分の透過率よりも低くなるような電圧を、前記エレクトロクロミック材料層に印加する、請求項１４記載の光ヘッド。
【請求項１６】
前記光学素子が、前記コリメータレンズを基準にして、前記レーザ光源側に配置されている場合であって、
前記光学素子には、請求項４または５に記載の光学素子が用いられている、請求項１１記載の光ヘッド。
【請求項１７】
前記第１の電極及び前記第２の電極は、前記第１の電極に対応する前記エレクトロクロミック材料層の部分の透過率が、前記第２の電極に対応する前記エレクトロクロミック材料層の部分の透過率よりも低くなるような電圧を、前記エレクトロクロミック材料層に印加する、請求項１６記載の光ヘッド。
【請求項１８】
光記録媒体に対して信号の記録または再生を行う光情報装置であって、
光記録媒体を回転駆動する回転駆動手段と、
前記光記録媒体に信号の記録または再生を行う光ヘッドとを備え、
前記光ヘッドには、請求項１０記載の光ヘッドが用いられている、光情報装置。
【請求項１９】
レーザ光を射出するレーザ光源と、
前記レーザ光源から射出された前記レーザ光を光記録媒体に集光する対物レンズと、
前記光源と前記光記録媒体との間に配置され、印加される電圧に応じて透過率が変化する光学素子とを備えた光ヘッドを制御する光ヘッドの制御方法であって、
前記光記録媒体から信号を再生する場合の方が前記光記録媒体に信号を記録する場合よりも前記光学素子の透過率が低くなるように、前記光学素子に印加する電圧を、前記光記録媒体に信号を記録する場合と前記光記録媒体から信号を再生する場合とで切り替える切り替えステップを備えた、光ヘッドの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光情報処理又は光通信等に用いられる光学素子、光ヘッド、光情報装置、及び光ヘッドの制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）はディジタル情報をコンパクトディスク（ＣＤ）に対して約６倍の記録密度で記録できることから、大容量の光記録媒体として注目されている。しかしながら、情報の大容量化に伴い更なる高密度な光記録媒体が要望されている。ここで、ＤＶＤ（波長６６０ｎｍ、開口数（ＮＡ）０．６）よりも高密度化を達成するには光源の波長をより短く、対物レンズのＮＡをより大きくすることが必要となる。例えば４０５ｎｍの青色レーザーを使用してＮＡ０．８５の対物レンズを使用するとＤＶＤの５倍の記録密度が達成される。
【０００３】
しかしながら、上記した青色レーザーを用いた高密度光ディスク装置では再生マージンが非常に厳しいため、光源の量子雑音が問題となる。そこで、光ディスクの盤面パワーを低く抑えて光ディスクの劣化やデータの消去などが起きるのを防止しつつ、半導体レーザーの量子雑音を低く抑えて低雑音で良質の再生を行うことができる光ヘッドが特許文献１に提案されている。
【０００４】
すなわち、特許文献１に提案されている光ヘッドは、以下の問題を解決することが出来るものである。
【０００５】
すなわち、その問題とは、再生時に、光源のパワーを低下させれば、量子雑音が顕著に目立つようになる。また高密度光ディスク装置の場合には、光ディスク上に集光される光のスポット径も非常に小さくなるので、再生時に光源のパワーを低下させなければ、光ディスク上の単位面積あたりの光の照射パワーは非常に大きくなる。従って、このような場合には、光ディスク上に単位面積あたりの光の照射パワーが非常に大きくなるので、再生時に光ディスク上に記録された信号を消去してしまうようなことも起こり得る。特許文献１に提案されている光ヘッドは、このような問題を解決し、精度よく光ディスク上に信号を記録したり、精度よく光ディスク上に記録された信号を再生することが出来るものである。
【０００６】
ここで図面を参照しながら、上述した従来の光ヘッドの一例について説明する。
【０００７】
図１１は従来の光ヘッドの構成を示す模式図である。ここで、５１は光源であり、５２は強度フィルタであり、５３はビームスプリッタであり、５４はコリメータレンズであり、５５はミラーであり、５６は対物レンズであり、５７は光ディスクであり、５８はマルチレンズであり、５９はフォトダイオードである。
【０００８】
光源５１はＧａＮ系の青色発光の半導体レーザーで、光ディスク５７の記録層に対し、記録再生用のコヒーレント光を出力する光源である。強度フィルタ５２は吸収膜が形成された素子であり、出し入れ可能に設けられている。ビームスプリッタ５３は光を分離するための光学素子である。コリメータレンズ５４は光源５１から出射された発散光を平行光に変換するレンズである。ミラー５５は入射する光を反射して光ディスク５７の方向に向かわせる光学素子である。対物レンズ５６は光ディスク５７の記録層に光を集光するレンズである。マルチレンズ５８はフォトダイオード５９に光を集光するレンズである。フォトダイオード５９は光ディスクの記録層で反射された光を受光して光を電気信号に変換するものである。
【０００９】
次に、このように構成された従来の光ヘッドの動作について説明する。ここで、強度フィルタ５２は再生時には光路中に挿入され、記録時には光路外に出されている。光源５１から出射された光は、再生時には強度フィルタ５２を透過するため光量が減衰され、記録時には強度フィルタ５２が光路外に出されているため、光量は減衰されない。
【００１０】
次に、強度フィルタ５２を透過した光（記録時は光源から出射された光）はビームスプリッタ５３により反射され、コリメータレンズ５４により、平行光に変換される。平行光にされた光はミラー５５で反射され、対物レンズ５６により光ディスク５７上に集光される。
【００１１】
次に、光ディスク５７から反射された光は、対物レンズ５６を透過しミラー５５で反射され、コリメータレンズ５４を透過し、ビームスプリッタ５３を透過し、マルチレンズ５８によりフォトダイオード５９に集光される。
【００１２】
フォトダイオード５９は、非点収差法を用いて光ディスク５７上における光の合焦状態を示すフォーカス誤差信号を出力し、また光の照射位置を示すトラッキング誤差信号を出力する。
【００１３】
図示しないフォーカス制御手段は、フォーカス誤差信号に基づき、常に光が合焦状態で光ディスク５７上に集光されるように対物レンズ５６の位置をその光軸方向に制御する。また図示していないトラッキング制御手段は、トラッキング誤差信号に基づき、光を光ディスク５７上の所望のトラックに集光されるように対物レンズ５６の位置を制御する。
【００１４】
さらに光検出器５９は光ディスク５７に記録された情報を再生する。
【００１５】
このような構成にすれば、光源のパワーを、量子雑音が十分に低くなるパワーに設定しつつ、盤面パワーを光ディスクの劣化やデータの消去などが起きない低いパワーに抑えて再生を行うことができ、記録時には、光源のパワーをそのまま用いて記録を行うことができる。
【特許文献１】特開２０００−１９５０８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、上記のような構成の光ヘッドでは、強度フィルタ５２の出し入れを行うためには、メカが必要であり、そのために光ヘッドの大きさが大きくなるため、光ヘッドを小型化することが出来ない。
【００１７】
すなわち、従来の光ヘッドでは、光ヘッドを小型化することが出来ないという課題がある。
【００１８】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、光源のパワーを、量子雑音が十分に低くなるパワーに設定しつつ、盤面パワーを光ディスクの劣化やデータの消去などが起きない低いパワーに抑えて再生を行うことができ、記録時には、光源のパワーをそのまま用いて記録を行うことができ、かつ光ヘッドの小型化に適した光学素子、光ヘッド、光情報装置、及び光ヘッドの制御方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上述した課題を解決するために、第１の本発明は、印加される電圧に応じて透過率が変化するエレクトロクロミック材料層と、
前記エレクトロクロミック材料層の一方の面に配置された電解質と、
前記エレクトロクロミック材料層の他方の面に配置された第１の透明電極と、
前記電解質の前記エレクトロクロミック材料層とは反対側の面に配置された第２の透明電極とを備え、
前記第１の透明電極及び前記第２の透明電極の少なくともいずれかは、前記エレクトロクロミック材料層に異なった電圧を印加することが出来る複数の電極を有する、光学素子である。
【００２０】
また、第２の本発明は、前記複数の電極は、円形状の第１の電極と、前記第１の電極を囲むように配置された第２の電極とを有する、第１の本発明の光学素子である。
【００２１】
また、第３の本発明は、前駆複数の電極は、前記第１の電極と前記第２の電極との間に一つまたは複数の同心円形状の電極をさらに有する、第２の本発明の光学素子である。
【００２２】
また、第４の本発明は、前記複数の電極は、楕円形状の第１の電極と、前記第１の電極を囲むように配置された第２の電極とを有する、第１の本発明の光学素子である。
【００２３】
また、第５の本発明は、前記複数の電極は、前記第１の電極と前記第２の電極との間に一つまたは複数の同心楕円形状の電極をさらに有する、第４の本発明の光学素子である。
【００２４】
また、第６の本発明は、前記電解質は、液体である、第１の本発明の光学素子である。
【００２５】
また、第７の本発明は、前記電解質は、固体である、第１の本発明の光学素子である。
【００２６】
また、第８の本発明は、前記エレクトロクロミック材料層には、酸化反応で着色する材料が用いられている、第１の本発明の光学素子である。
【００２７】
また、第９の本発明は、前記エレクトロクロミック材料層には、還元反応で着色する材料が用いられている、第１の本発明の光学素子である。
【００２８】
また、第１０の本発明は、レーザ光を射出するレーザ光源と、
前記レーザ光源から射出された前記レーザ光を光記録媒体に集光する対物レンズと、
前記光源と前記光記録媒体との間に配置され、印加される電圧に応じて透過率が変化する光学素子とを備え、
前記光記録媒体から信号を再生する場合の方が前記光記録媒体に信号を記録する場合よりも前記光学素子の透過率が低くなるように、前記光学素子に印加する電圧は、前記光記録媒体に信号を記録する場合と前記光記録媒体から信号を再生する場合とで切り替えられる、光ヘッドである。
【００２９】
また、第１１の本発明は、前記対物レンズと前記レーザ光源との間に配置され、前記レーザ光源から射出された前記レーザ光を平行光に変換するコリメータレンズを備え、
前記光学素子は、前記コリメータレンズを基準にして、前記レーザ光源側または前記対物レンズ側に配置されている、第１０の本発明の光ヘッドである。
【００３０】
また、第１２の本発明は、前記レーザ光源の波長が３９０ｎｍから４２０ｎｍである、第１０の本発明の光ヘッドである。
【００３１】
また、第１３の本発明は、前記光学素子には、第１の本発明の光学素子が用いられている、第１０の本発明の光ヘッドである。
【００３２】
また、第１４の本発明は、前記光学素子が、前記コリメータレンズを基準にして、対物レンズ側に配置されている場合であって、
前記光学素子には、第２または３の本発明の光学素子が用いられている、第１１の本発明の光ヘッドである。
【００３３】
また、第１５の本発明は、前記第１の電極及び前記第２の電極は、前記第１の電極に対応する前記エレクトロクロミック材料層の部分の透過率が、前記第２の電極に対応する前記エレクトロクロミック材料層の部分の透過率よりも低くなるような電圧を、前記エレクトロクロミック材料層に印加する、第１４の本発明の光ヘッドである。
【００３４】
また、第１６の本発明は、前記光学素子が、前記コリメータレンズを基準にして、前記レーザ光源側に配置されている場合であって、
前記光学素子には、第４または５の本発明の光学素子が用いられている、第１１の本発明の光ヘッドである。
【００３５】
また、第１７の本発明は、前記第１の電極及び前記第２の電極は、前記第１の電極に対応する前記エレクトロクロミック材料層の部分の透過率が、前記第２の電極に対応する前記エレクトロクロミック材料層の部分の透過率よりも低くなるような電圧を、前記エレクトロクロミック材料層に印加する、第１６の本発明の光ヘッドである。
【００３６】
また、第１８の本発明は、光記録媒体に対して信号の記録または再生を行う光情報装置であって、
光記録媒体を回転駆動する回転駆動手段と、
前記光記録媒体に信号の記録または再生を行う光ヘッドとを備え、
前記光ヘッドには、第１０の本発明の光ヘッドが用いられている、光情報装置である。
【００３７】
また、第１９の本発明は、レーザ光を射出するレーザ光源と、
前記レーザ光源から射出された前記レーザ光を光記録媒体に集光する対物レンズと、
前記光源と前記光記録媒体との間に配置され、印加される電圧に応じて透過率が変化する光学素子とを備えた光ヘッドを制御する光ヘッドの制御方法であって、
前記光記録媒体から信号を再生する場合の方が前記光記録媒体に信号を記録する場合よりも前記光学素子の透過率が低くなるように、前記光学素子に印加する電圧を、前記光記録媒体に信号を記録する場合と前記光記録媒体から信号を再生する場合とで切り替える切り替えステップを備えた、光ヘッドの制御方法である。
【発明の効果】
【００３８】
本発明は、光源のパワーを、量子雑音が十分に低くなるパワーに設定しつつ、盤面パワーを光ディスクの劣化やデータの消去などが起きない低いパワーに抑えて再生を行うことができ、記録時には、光源のパワーをそのまま用いて記録を行うことができ、かつ光ヘッドの小型化に適した光学素子、光ヘッド、光情報装置、及び光ヘッドの制御方法を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００４０】
（実施の形態１）
実施形態１では、本発明の光ヘッドの一例について説明する。
【００４１】
図１は、実施の形態１の光ヘッド１７の構成図である。実施の形態１の光ヘッド１７は、本発明の光学素子を備える光ヘッドである。
【００４２】
図１において、１は光源であり、２はコリメータレンズであり、３は本発明の光学素子であり、４は偏光ビームスプリッタであり、５は第１の集光レンズであり、６は第１の光検出器であり、７は１／４波長板であり、８は対物レンズであり、９は光記録媒体であり、１０はシリンドリカルレンズであり、１１は第２の集光レンズであり、１２は第２の光検出器である。ここで、集光光学系は、コリメータレンズ２と対物レンズ８より構成されている。
【００４３】
また、処理回路４３は、光学素子３の透過率が再生及び記録の時で最適な値になるように光学素子３の透過率を制御する回路であり、それ以外の光ヘッドの制御を行う回路である。なお、処理回路４３の詳細については後述する実施の形態３で詳細に説明する。
【００４４】
なお、本実施の形態１の光学素子３は本発明の光学素子の例である。
【００４５】
ここで、光源１は、例えばＧａＮ系の半導体レーザー素子（波長３９０ｎｍから４２０ｎｍ）で構成され、光記録媒体９の記録層に対し、記録／再生用のコヒーレント光を出力する光源である。なお、光源１の波長が３９０ｎｍから４２０ｎｍまでの短い波長を用いているので、高密度記録を達成することが出来る。
【００４６】
コリメータレンズ２は、光源１から出射された発散光を平行光に変換するレンズである。
【００４７】
光学素子３は、後で詳細に述べるが外部信号により透過率が変化する光学素子である。
【００４８】
偏光ビームスプリッタ４は、光源１から出射される直線偏光に対して９０％の透過率、１０％の反射率を有し、また光源１から出射される直線偏光に直行する方向の直線偏光に対して１００％の反射率を有する光学素子である。
【００４９】
第１の集光レンズ５は、光源１から出射され、偏光ビームスプリッタ４で反射された光を第１の光検出器６に集光するレンズである。
【００５０】
１／４波長板７は、入射された直線偏光を円偏光に、円偏光を直線偏光に変換する光学素子である。
【００５１】
対物レンズ８は、光記録媒体９の記録層に光を集光するレンズである。
【００５２】
シリンドリカルレンズ１０は、フォーカス誤差信号を非点収差法で検出するために光記録媒体９で反射された光に非点収差を与えるレンズである。
【００５３】
第２の集光レンズ１１は、光記録媒体９で反射された光を第２の光検出器１２に集光するレンズである。第１、第２の光検出器６、１２は、光を受光して光を電気信号に変換するものである。
【００５４】
次に、このような本実施の形態の動作を説明する。
【００５５】
図１において、光源１から出射された直線偏光の光は、コリメータレンズ２に入射され、発散光から平行光に変換される。変換された平行光は、光学素子３に入射され、再生の場合、その光量が減衰され、記録の場合その光量が減衰されない（このことについて詳細は後述する）。光学素子３を透過した光は偏光ビームスプリッタ４に入射され、その一部は反射され、ほとんどが透過される。
【００５６】
ここで、反射された光は、第１の集光レンズ５により第１の光検出器６に入射され、第１の光検出器６は、光源１の光量を制御するための電気信号を出力する。また、偏光ビームスプリッタ４を透過した光は１／４波長板７により直線偏光から円偏光に変換され、この円偏光の光は、対物レンズ８により光記録媒体９上に集光される。
【００５７】
次に光記録媒体９から反射された光は、対物レンズ８を透過し、１／４波長板７により円偏光から光源１から出射される直線偏光の偏光方向と直交した直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ４で１００％反射され、シリンドリカルレンズ１０により非点収差を与えられ、第２の集光レンズ１１により第２の光検出器１２に入射される。
【００５８】
第２の光検出器１２は、光記録媒体９上における光の合焦状態を示すフォーカス誤差信号を非点収差法を用いて出力し、また光の照射位置を示すトラッキング誤差信号を出力する。この場合、たとえば、再生専用光記録媒体の場合は位相差法を用い、記録用光記録媒体の場合はプッシュプル法によりトラッキング誤差信号を得る。
【００５９】
図示しないフォーカス制御手段は、フォーカス誤差信号に基づき、フォーカス制御手段は常に光が合焦状態で光記録媒体９上に集光されるように対物レンズ８の位置をその光軸方向に制御する。また図示していないトラッキング制御手段は、トラッキング誤差信号に基づき、光を光記録媒体９上の所望のトラックに集光されるように対物レンズ８の位置を制御する。また、第２の光検出器１２からは光記録媒体９に記録された情報をも得ている。
【００６０】
ここで、光学素子３について詳細に述べる。図２に光学素子３の断面図を示す。図２において、２１は第１のガラスであり、２２は第１のＩＴＯ膜であり、２３はＮｉ（ＯＨ）２膜であり、２４はＫＣｌ溶液であり、２５は第２のＩＴＯ膜であり、２６は第２のガラスであり、２７は封止層である。
【００６１】
Ｎｉ（ＯＨ）２膜２３の一方の面には、ＫＣｌ溶液２４が封止層２７によって封止されて配置されている。また、Ｎｉ（ＯＨ）２膜２３の他方の面には、第１のＩＴＯ膜が配置されている。そして、ＫＣｌ溶液２４のＮｉ（ＯＨ）２膜２３とは反対側の面に第２のＩＴＯ膜２５が配置されている。そして、第１のＩＴＯ膜及び第２のＩＴＯ膜２５の両側には第１のガラス２１及び第２のガラス２６が配置されている。
【００６２】
なお、本実施の形態の第１のＩＴＯ膜２２及び第２のＩＴＯ膜２５はそれぞれ本発明の第１及び第２の透明電極の例であり、本実施の形態のＮｉ（ＯＨ）２膜２３は本発明のエレクトロクロミック材料層の例であり、本実施の形態のＫＣｌ溶液は本発明の電解質の例である。
【００６３】
次に、このような光学素子３の動作を説明する。
【００６４】
Ｎｉ（ＯＨ）２はエレクトロクロミック特性を有しており、外部から電気エネルギーが与えられると電界質から供給される電子により還元反応が生じ、無色から褐色に変化し、青色光を吸収する。また、外部から電気エネルギーを与えないと電解質との間で酸化反応が発生し、褐色から無色に変化する。
【００６５】
従って、第１のＩＴＯ膜２２と第２のＩＴＯ膜２５の間に電圧（Ｖ１）を印加するとＮｉ（ＯＨ）２膜２３において還元反応が生じ光学素子３は青色光を吸収することで透過率が減少し、第１のＩＴＯ膜２２と第２のＩＴＯ膜２５の間に電圧印加をやめるとＮｉ（ＯＨ）２膜２３において酸化反応が生じ、光学素子３は透過率１００％となる。すなわち、外部から印加される電圧に応じて光学素子３はその透過率が変化し、光学素子３を透過する光量が変化する。  
【００６６】
これにより、光学素子３は、再生時は透過率を低下させ、記録時には透過率を上げることができる。つまり、本実施の形態１の光ヘッドは、背景技術で説明した従来の光ヘッドのように強度フィルタの出し入れを行うメカを有してないにもかかわらず、光学素子３を用いることにより再生時は透過率を低下させ、記録時には透過率を挙げることが出来る。従って、本実施の形態１の光ヘッドは、背景技術で説明した従来の光ヘッドに比べてより小型化が可能になる。
【００６７】
また、電解質層として液体であるＫＣｌ溶液２４を用いているので、固体の電解質を用いる場合に比べて、光学素子３に電圧を印加したときに光学素子３を早く着色させることが出来る。
【００６８】
ここで、外部電圧により透過率を変えることは入射する光の偏光特性を変えることでも実現可能である。たとえば、液晶を用いて光学素子３を形成すればある電圧を印加した場合、入射する光の直線偏光の方向を維持し、また異なる電圧を印加すれば入射した光の直線偏光の方向とは異なる直線偏光の光を出射することができ、偏光方向により透過率が変わる光学素子、たとえば偏光ビームスプリッタを用いれば光の透過率を変化させることは可能である。しかしながら、光源１から出射される光の偏光方向は外部温度や出射パワーに依存して回転してしまうため、偏光特性を用いた透過率可変は安定性がない。しかしながら、本発明の光学素子３は偏光特性には関係なく、膜そのものの透過率を変化させるので非常に安定である。
【００６９】
なお、光源１から出射される光の偏光方向が安定するように光源１を制御する場合には、本実施の形態１の光ヘッドに用いる光学素子３として、液晶等の入射する光の偏光特性を変えることにより透過率を変える液晶等の素子を用いても構わない。要するに、本発明の光ヘッドに用いる光学素子は、印加する電圧を制御することにより透過率が代わる素子でありさえすればよい。
【００７０】
以上述べたように、本実施の形態１の光学素子３を光ヘッドに用いることにより、光源１のパワーを、量子雑音が十分に低くなるパワーに設定しつつ、光学素子３の透過率を落とすことにより盤面パワーを光記録媒体の劣化やデータの消去などが起きない低いパワーに抑えて再生を行うことができ、記録時には、光学素子３の透過率を１００％にすることで光源１のパワーをそのまま用いて記録を行うことができる。また、外部からの電気信号で透過率を切り替えるので、光ヘッドの小型化を行うのが容易である。さらに、光学素子３をエレクトロクロミック材料の膜を用いて構成する場合には、膜そのものの透過率を変化させるので、非常に安定である。
【００７１】
なお、本実施の形態１では、ＩＴＯ膜２２、ＩＴＯ膜２５としては、パターン化されていない一様な構造を有するものを用いていたが、これに限らず、ＩＴＯ膜２２及びＩＴＯ膜２５のいずれか一つとして、パターン化されており、一様でない構造を有するものを用いることも出来る。
【００７２】
パターン化されており、一様でない構造を有する、ＩＴＯ膜を光学素子３に用いることにより、上記の実施の形態１の効果に加え、さらに、光記録媒体９に集光させる光のスポット径をより小さくすることが出来、光記録媒体９への信号の記録密度を向上させることが出来るという効果も得ることが出来る。
【００７３】
図３に、パターン化されており、一様でない構造を有するＩＴＯ膜の例をＩＴＯ膜６０として示す。
【００７４】
ＩＴＯ膜６０は、第１の電極６１、第２の電極６２、及び絶縁層６３を備えている。第１の電極６１の形状は、円形状である。また、絶縁層６３は、その第１の電極６１と共通する中心を有する円形状であり、第１の電極６１を囲むように配置されている。さらに、第２の電極６２は、絶縁層６３を囲むように配置されている。つまり、ＩＴＯ膜６０は、円形状の第１の電極６１の周囲に絶縁層６３が配置されており、絶縁層６３を囲むように第２の電極６２が配置された構造を有している。
【００７５】
第１の電極６１を円形状とした理由は、図１に示すように光学素子３がコリメータレンズ２の光源１とは反対側に配置されるからである。すなわち、光源１からの光のビームは、コリメータレンズ２を通過した後には円形状のビームになる。この円形状のビームに合わせるために第１の電極６１を円形状にしている。
【００７６】
第１の電極６１と第２の電極６２との間には絶縁層６３が配置されているので、第１の電極６１と第２の電極６２とは、電気的に絶縁されている。従って、第１の電極６１と第２の電極６２とに異なった電圧を印加すれば、Ｎｉ（ＯＨ）２膜２３には、第１の電極６１に対応する部分と第２の電極６２に対応する部分とで異なった電圧が印加されることになる。このようにＩＴＯ膜６０は、Ｎｉ（ＯＨ）２膜２３に異なった電圧を印加することが出来る複数の電極を備えている。
【００７７】
そして、第１の電極６１と第２の電極６２とが異なった電圧をＮｉ（ＯＨ）２膜２３に印加することによって、Ｎｉ（ＯＨ）２膜２３が着色した場合の透過率を空間的に一様でないように分布させることが出来る。
【００７８】
図４に、光記録媒体９に信号を記録する場合と、光記録媒体９に記録された信号を再生する場合とで、第１の電極６１と、第２の電極６２と、ＩＴＯ膜２２及びＩＴＯ膜２５のうち、第１の電極６１及び第２の電極６２が形成されていない方のＩＴＯ膜とにどのような電圧を印加するかを示す。なお、以下の説明では、ＩＴＯ膜２２及びＩＴＯ膜２５のうち、第１の電極６１及び第２の電極６２が形成されていない方のＩＴＯ膜を他のＩＴＯ膜と呼ぶことにする。
【００７９】
また、図４に記載されている各電圧値は、他のＩＴＯ膜を基準にしており、他のＩＴＯ膜の電位からの差分の絶対値で記載している。
【００８０】
記録時には、図４に示すように、第１の電極６１にはＣボルトの電圧を印加し、第２の電極６２にはＤボルトの電圧を印加し、他のＩＴＯ膜には０ボルトの電圧を印加する。また、再生時には、図４に示すように、第１の電極６１にはＡボルトの電圧を印加し、第２の電極６２にはＢボルトの電圧を印加し、他のＩＴＯ膜には０ボルトの電圧を印加する。
【００８１】
ここで、図４に示すＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄが以下の関係を満たすように、第１の電極６１及び第２の電極６２に電圧を印加する。
【００８２】
（数１）
Ｃ＞Ｄ
Ａ＞Ｂ
Ｃ＜Ａ
Ｄ＜Ｂ
すなわち、記録時には、数１よりＣ＞Ｄの関係が成立するので、第１の電極６１に対応するＮｉ（ＯＨ）２膜２３の部分の方が、第２の電極６２に対応するＮｉ（ＯＨ）２膜２３の部分よりも印加される電圧が大きい。従って、第１の電極６１に対応するＮｉ（ＯＨ）２膜２３の部分の方が、第２の電極６２に対応するＮｉ（ＯＨ）２膜２３の部分よりも着色の程度が高くなる、すなわち、透過率が低くなる。
【００８３】
再生時には、数１よりＡ＞Ｂが成立するので、第１の電極６１に対応するＮｉ（ＯＨ）２膜２３の部分の方が、第２の電極６２に対応するＮｉ（ＯＨ）２膜２３の部分よりも印加される電圧が大きい。従って、記録時と同様に、第１の電極６１に対応するＮｉ（ＯＨ）２膜２３の部分の方が、第２の電極６２に対応するＮｉ（ＯＨ）２膜２３の部分よりも着色の程度が高くなる、すなわち、透過率が低くなる。
【００８４】
ただし、数１よりＣ＜Ａの関係が成立するので、第１の電極６１に対応するＮｉ（ＯＨ）２膜２３の部分は、記録時よりも再生時の方が印加される電圧が大きい。従って、第１の電極６１に対応するＮｉ（ＯＨ）２膜２３の部分は、記録時よりも再生時の方が着色の程度が高くなる、すなわち透過率が低くなる。また、数１よりＤ＜Ｂの関係が成立するので、第２の電極６２に対応するＮｉ（ＯＨ）２膜２３の部分は、記録時よりも再生時の方が印加される電圧が大きい。従って、第２の電極６２に対応するＮｉ（ＯＨ）２膜２３の部分は、記録時よりも再生時の方が着色の程度が高くなる、すなわち透過率が低くなる。
【００８５】
第１の電極６１及び第２の電極６２、及び他のＩＴＯ膜は、記録時と再生時とで以上のようにＮｉ（ＯＨ）２膜２３に電圧を印加するので、光学素子３は、再生時及び記録時の両方の場合に、中心部分が周辺部分よりも透過率が低くなり、そして、再生時の方が記録時よりも光学素子３の各部分の透過率が低くなる。
【００８６】
図５（ａ）に、図４及び数１で示したように第１の電極６１、第２の電極６２、及び他のＩＴＯ膜に電圧を印加した場合に、光学素子３を通過する前の光源１からの光のパワーの分布を示し、図５（ｂ）に、図４及び数１で示したように第１の電極６１、第２の電極６２、及び他のＩＴＯ膜に電圧を印加した場合に、光学素子３を通過した後の光源１からの光のパワーの分布を示す。図５（ａ）及び図５（ｂ）において、横軸は、光源からの光のビームの断面における位置を示し、縦軸は、光のパワーを示す。ただし、図５（ａ）及び図５（ｂ）は、記録時の光を計測したものである。
【００８７】
また、光源１からの光のビームの光学素子３における断面は、その中心が第１の電極６１の中心に一致し、また、光源１からの光のビームの光学素子３における断面の直径が、第１の電極６１の直径よりも大きく、光源１からの光の光学素子３における断面の周辺部は、第２の電極６２をも通過するように、予め、図１に示す光源１やコリメータレンズ２等の調整してある。
【００８８】
図５（ａ）から明らかなように、光源１からの光のビームの光学素子３における断面の中心である位置ｃでパワーが最大になっており、位置ｃから離れるに従って、パワーが低下している。
【００８９】
これに対して、図５（ｂ）から明らかなように、光源１からの光のビームの光学素子３における断面の中心である位置ｃを含む第１の電極６１に対応する部分で図５（ａ）に比べてパワーが少なくなっている。すなわち、光学素子３を通過した光のビームは周辺部分に比べて中心部分のパワーが低下している。
【００９０】
このように、光学素子３を通過した光のビームの中心部分のパワーを低下させることによって、光記録媒体９に光源１からの光を集光させた場合の光のスポット径をより小さくすることが出来る。すなわち、図３に示すＩＴＯ膜６０を用いた光学素子３を用いることにより、光記録媒体９に光源１からの光をより狭い範囲に集光させることが出来るようになる。
【００９１】
再生時は、光学素子３を通過した光は全体としてそのパワーが記録時よりも大きく減衰されるとともに、記録時と同様に、特に光学素子３を通過した光のビームの中心部分は、周辺部分に比べて大きくパワーが減衰される。
【００９２】
従って、再生時にも記録時と同様に、光学素子３を通過した光のビームの中心部分のパワーを低下させることによって、光記録媒体９に光源１からの光を集光させた場合の光のスポット径をより小さくすることが出来る。すなわち、図３に示すＩＴＯ膜６０を用いた光学素子３を用いることにより、光記録媒体９に光源１からの光をより狭い範囲に集光させることが出来るようになる。
【００９３】
以上説明したように、図２に示したＩＴＯ膜２２及びＩＴＯ膜２５のいずれかに、図３に示すＩＴＯ膜６０を用い、記録時と再生時とで、図４及び数１に示すように電圧を印加することにより、上述した実施の形態の効果に加え、さらに、光源１からの光を光記録媒体９のより狭い領域に集光させるという効果も得られ、本実施の形態１の光ヘッドの分解能を向上させることが出来、従って、光記録媒体９により高密度の信号の記録や再生を実現することが出来る。
【００９４】
また、図３のＩＴＯ膜６０を光学素子３に用いる場合には、光源１からの光のビームの中心が、光学素子３を通過する際に、ＩＴＯ膜６０の第１の電極６１の中心と一致するように、光学素子３を図１の光ヘッドに配置する際に位置決めしておく必要がある。しかしながら、図１の光ヘッドを製造する際に光学素子３等を位置決めして、十分固定しさえすれば、記録時や再生時に再度光学素子３を配置する位置を調整する必要はない。
【００９５】
これに対して、従来の光ヘッドの強度フィルタ５２として、中心付近の透過率が周辺部分より低い強度フィルタ５２を仮に用いる場合には、記録時や再生時に強度フィルタ５２を光源１からの光のビームの途中に挿入する際に、いちいち強度フィルタ５２の中心と、光源１からの光のビームの中心とを正確に位置合わせする必要がある。
【００９６】
従って、強度フィルタ５２を出し入れするメカとともに、強度フィルタ５２と光源１からの光のビームとを位置合わせする機構が必要になる。従って、図３のＩＴＯ膜６０を用いた光学素子３０と同等の機能を、従来の光ヘッドで実現するためには、位置決め機構がさらに必要になるので、従来の光ヘッドを小型化することはますます困難になる。このように、図３のＩＴＯ膜６０を光学素子３に用いる場合には、従来の光ヘッドに比べて本実施の形態の光ヘッドの方が小型化という観点からははるかに有利になる。
【００９７】
なお、上記では、パターン化されており、一様でない構造を有するＩＴＯ膜の例として図３に示したＩＴＯ膜６０について説明したが、これに限らない。パターン化されており、一様でない構造を有するＩＴＯ膜として図６に示すＩＴＯ膜７０を用いても図３に示したＩＴＯ膜６０を用いる場合と同等の効果を得ることが出来る。
【００９８】
図６において、ＩＴＯ膜７０は、第１の電極６１、第２の電極６２、第３の電極６５、及び第４の電極６６と、第１の絶縁層６７、第２の絶縁層６８、及び第３の絶縁層６９とを備えている。
【００９９】
第１の電極６１の形状は、円形状である。また、第１の絶縁層６７は、その第１の電極６１と共通する中心を有する円形状であり、第１の電極６１を囲むように配置されている。また、第３の電極６５は、第１の電極６１と共通する中心を有する円形状であり、第１の絶縁層６７を囲むように配置されている。また、第２の絶縁層６８は、第１の電極６１と共通する中心を有する円形状であり、第３の電極６５を囲むように配置されている。また、第４の電極６６は、第１の電極６１と共通する中心を有する円形状であり、第２の絶縁層６８を囲むように配置されている。また、第３の絶縁層６９は、第１の電極６１と共通する中心を有する円形状であり、第４の電極６６を囲むように配置されている。また、第２の電極６２は、第３の絶縁層６９を囲むように配置されている。
【０１００】
すなわち、図６のＩＴＯ膜７０は、第１の電極６１と第２の電極６２との間に一つまたは複数の同心円形状の電極をさらに備えている。すなわち、図６のＩＴＯ膜７０は、各電極が各絶縁層によって電気的に絶縁されているので、Ｎｉ（ＯＨ）２膜２３に異なった電圧を印加することが出来る複数の電極を有している。
【０１０１】
従って、図６のＩＴＯ膜７０を、光学素子３のＩＴＯ膜２２及びＩＴＯ膜２５のいずれかに用い、かつ記録時及び再生時において、図４のＩＴＯ膜６０と同様に各電極からＮｉ（ＯＨ）２膜２３に電圧を印加することにより、光学素子３を通過した光のビームのうち中心部分のパワーを低下させることが出来るので、図４のＩＴＯ膜６０を光学素子３に用いる場合と同等の効果を得ることが出来る。
【０１０２】
なお、第１の電極６１と第２の電極６２との間に配置する電極は、第１の電極６１と共通する中心を有するものであれば、その個数は限定されない。
【０１０３】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２を図面を参照して説明する。実施の形態２が上述した実施の形態１と異なる点は、光学素子３の配置が異なることに関する点である。それ以外は、実施の形態２は、実施の実施の形態１と同様である。従って、本実施の形態２において、特に説明のないものについては実施の形態１と同じとして説明を省略する。また、本実施の形態２において、実施の形態１と同一符号を付与している構成部材については、特に説明のない限り、実施の形態１と同様の機能を持つものとする。
【０１０４】
図７は、本発明の実施の形態２における光ヘッドの構成図である。
【０１０５】
図７に示す本実施の形態２の光ヘッドは、光学素子３がコリメータレンズ２と光源１との間に配置されている点で、図１に示す実施の形態１の光ヘッドと相違している。それ以外は、本実施の形態２の光ヘッドは、図１に示す実施の形態１の光ヘッドと同様である。
【０１０６】
次に、このような本実施の形態２の動作を説明する。
【０１０７】
図７において、光源１から出射された直線偏光の光は、光学素子３に入射され、再生の場合、その光量が減衰され、記録の場合その光量が減衰されない（このことについては実施の形態１で述べている）。
【０１０８】
光学素子３を透過した光はコリメータレンズ２に入射され、発散光から平行光に変換される。この変換された平行光は、偏光ビームスプリッタ４に入射され、その一部は反射され、ほとんどが透過される。
【０１０９】
ここで、反射された光は、第１の集光レンズ５により第１の光検出器６に入射され、第１の光検出器６は、光源１の光量を制御するための電気信号を出力する。また、偏光ビームスプリッタ４を透過した光は、１／４波長板７により直線偏光から円偏光に変換され、この円偏光の光は対物レンズ８により光記録媒体９上に集光される。
【０１１０】
次に光記録媒体９から反射された光は、対物レンズ８を透過し、１／４波長板７により円偏光から光源１から出射される直線偏光の偏光方向と直交した直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ４で１００％反射され、シリンドリカルレンズ１０により非点収差を与えられ、第２の集光レンズ１１により第２の光検出器１２に入射される。
【０１１１】
第２の光検出器１２は、光記録媒体９上における光の合焦状態を示すフォーカス誤差信号を非点収差法を用いて出力し、また光の照射位置を示すトラッキング誤差信号を出力する。この場合、たとえば、再生専用光記録媒体の場合は位相作法を用い、記録用光記録媒体の場合はプッシュプル法によりトラッキング誤差信号を得る。
【０１１２】
図示しないフォーカス制御手段は、フォーカス誤差信号に基づき、フォーカス制御手段は常に光が合焦状態で光記録媒体９上に集光されるように対物レンズ８の位置をその光軸方向に制御する。また図示していないトラッキング制御手段は、トラッキング誤差信号に基づき、光を光記録媒体９上の所望のトラックに集光されるように対物レンズ８の位置を制御する。また、第２の光検出器１２からは光記録媒体９に記録された情報をも得ている。
【０１１３】
ここで、実施の形態１の光ヘッドと異なるのは、光学素子３がコリメータレンズ２と光源１との間に配置されていること、つまり光学素子３が発散光中に配置されていることである。ここで、光学素子３の厚さをｔ、平均屈折率をｎとする場合に、光学素子３を平行光中に配置するよりも光学素子３を発散光中に配置する方が光学素子３をより小型化できることについて述べる。
【０１１４】
光学素子３を発散光中におけば平行光中においたときに比べてコリメータレンズ２から対物レンズ８までの距離がｔだけ短くできる。また、光源１からコリメータレンズ２までの距離は、光学素子３を発散光中においた場合の方が光学素子３を平行光中においた場合に比べて（ｎ−１）ｔだけのびる。従って光ヘッド全体として（２−ｎ）ｔだけ長さを短くすることができる。たとえば、光学素子３はほとんどガラスで構成されているので、光学素子３の屈折率ｎが１．５程度と考えられ、光ヘッドの長さを０．５ｔだけ短くすることができる。
【０１１５】
次に、実施の形態１でのべた偏光特性を変化させる透過率可変光学素子の場合を考える。偏光特性を変換できる光学素子は光学素子自身が複屈折作用を有している。そこで、この複屈折により発散光中に配置すると非点収差が発生する。この非点収差が変動しないのであれば光ヘッド組み立て時に非点収差をキャンセルする手だてを盛り込んでおけば良いのであるが、透過率を変化させることはすなわち光学素子の複屈折を変化させていることになるので発散光中に配置したために発生する非点収差が変化してしまい、このことが課題となる。
【０１１６】
これに対して、本実施の形態２の光学素子３は、偏光特性を有していない、つまり偏光特性を変化させないので、発散光中に配置しても非点収差は発生しない。従って、本実施の形態２の光学素子３は、発散光中に配置するのに有利である。さらに、本実施の形態２の光学素子３は、有限光学系でも使用可能なので、光ヘッドの小型化及び低コスト化が可能となる。
【０１１７】
この光学素子３を光ヘッドに用いることにより、再生時には光源１のパワーを、量子雑音が十分に低くなるパワーに設定しつつ、光学素子３の透過率を落とすことにより盤面パワーを光記録媒体の劣化やデータの消去などが起きない低いパワーに抑えて再生を行うことができ、記録時には、光学素子３の透過率を１００％にすることで光源１のパワーをそのまま用いて記録を行うことができる。また、外部からの電気信号で透過率を切り替えるので、光ヘッドの小型化を行うのが容易である。さらに、光学素子３をエレクトロクロミック材料の膜を用いて構成する場合には、膜そのものの透過率を変えているので発散光中に配置することが可能となりさらなる光ヘッドの小型化に適している。すなわち、光学素子３を光ヘッドの発散光中に配置することにより光ヘッドのさらなる小型化が可能となる。
【０１１８】
なお、本実施の形態２では、ＩＴＯ膜２２、ＩＴＯ膜２５としては、パターン化されていない一様な構造を有するものを用いていたが、これに限らず、ＩＴＯ膜２２及びＩＴＯ膜２５のいずれか一つとして、パターン化されており、一様でない構造を有するものを用いることも出来る。
【０１１９】
図８に、パターン化されており、一様でない構造を有するＩＴＯ膜８０を示す。ＩＴＯ膜８０は、楕円形状の第１の電極８１と、第１の電極８１と共通する中心を有し、第１の電極８１を囲むように配置された絶縁層８３と、絶縁層８３を囲むように配置された第２の電極とを備えている。
【０１２０】
図８のＩＴＯ膜８０における第１の電極８１等が楕円形状をしている理由は以下の通りである。
【０１２１】
すなわち、本実施の形態２では、図７で説明したように、光学素子３がコリメータレンズ２の光源１の側に配置されている。そして、光源１からの光のビームは、コリメータレンズ２に入射するまでは進行方向に直交する断面においては楕円形状をしている。従って、光学素子３には、進行方向と直交する断面が楕円形状の光のビームが入射することになるので、このビームの形状に適合するように、第１の電極８１等を楕円形状にしている。それ以外は、図３等を用いて説明したＩＴＯ膜６０と同様であるので説明を省略する。
【０１２２】
さらに、図８のＩＴＯ膜８０の代わりに、図９に示すＩＴＯ膜１００を用いても構わない。
【０１２３】
図９において、ＩＴＯ膜１００は、第１の電極８１、第２の電極８２、第３の電極９５、及び第４の電極９６と、第１の絶縁層９７、第２の絶縁層９８、及び第３の絶縁層９９とを備えている。
【０１２４】
第１の電極８１の形状は、楕円形状である。また、第１の絶縁層９７は、その第１の電極８１と共通する中心を有する楕円形状であり、第１の電極８１を囲むように配置されている。また、第３の電極９５は、第１の電極８１と共通する中心を有する楕円形状であり、第１の絶縁層９７を囲むように配置されている。また、第２の絶縁層９８は、第１の電極８１と共通する中心を有する楕円形状であり、第３の電極９５を囲むように配置されている。第３の絶縁層９９は、第１の電極８１と共通する中心を有する楕円形状であり、第４の電極９６を囲むように配置されている。また、第４の電極９６は、第１の電極８１と共通する中心を有する楕円形状であり、第３の絶縁層９９を囲むように配置されている。また、第２の電極８２は、第３の絶縁層９９を囲むように配置されている。
【０１２５】
すなわち、図９のＩＴＯ膜１００は、第１の電極８１と第２の電極８２との間に一つまたは複数の同心楕円形状の電極をさらに備えている。すなわち、図９のＩＴＯ膜１００は、各電極が各絶縁層によって電気的に絶縁されているので、Ｎｉ（ＯＨ）２膜２３に異なった電圧を印加することが出来る複数の電極を有している。
【０１２６】
図９のＩＴＯ膜１００における第１の電極８１等が楕円形状をしている理由は図８のＩＴＯ膜８０において説明した理由と同等である。
【０１２７】
それ以外は、図６等を用いて説明したＩＴＯ膜７０と同様であるので説明を省略する。
【０１２８】
なお、本実施の形態では、光学素子３を光ヘッドの光源１とコリメータレンズ２との間に配置する、すなわち光学素子３を光ヘッドの発散光中に配置するとして説明したが、これに限らない。光学素子３を光ヘッドの光記録媒体９と対物レンズ８との間に配置する、すなわち、光学素子３を光ヘッドの収束光中に配置しても構わない。
【０１２９】
なお、本実施の形態では、光源１の波長が３９０ｎｍから４２０ｎｍまでの短い波長を用いているとして説明したが、光源１の波長として３９０ｎｍから４２０ｎｍまでの波長以外の波長を用いても構わない。
【０１３０】
さらに、上記実施の形態１及び２では光学系が偏光光学系であったが無偏光光学系であっても何ら問題はない。
【０１３１】
さらに、本実施の形態では、Ｎｉ（ＯＨ）２膜２３を用いるとし説明したがこれに限らず、本実施の形態のＮｉ（ＯＨ）２膜２３の代わりに、電圧を印加すると着色する性質を有する他のエレクトロクロミック材料を用いても構わない。
【０１３２】
すなわち、本実施の形態では、エレクトロクロミック材料としてＮｉ（ＯＨ）２膜２３を用いたが、これは、エレクトロクロミック材料として還元反応で着色する材料である。これにより、エレクトロクロミック材料が還元反応で着色する材料を用いることにより、外部から印加される電圧に応じてエレクトロクロミック材料の透過率が変化し、光学素子を透過する光量を変化させることが出来た。しかしながら、エレクトロクロミック材料として還元反応で着色する材料を用いることにかぎらず、酸化反応で着色する材料を用いても何ら問題はない。エレクトロクロミック材料として酸化反応で着色する材料を用いることにより外部から印加される電圧に応じてエレクトロクロミック材料層の透過率が変化し、光学素子を透過する光量を変化させることが出来る。
【０１３３】
また、電解質として液体を用いたが固体電解質を用いても何ら問題はない。電解質として固体電解質を用いる場合には、電解質として液体を用いる場合に比べて光学素子３の厚みを薄くすることが出来る。
【０１３４】
（実施の形態３）
実施の形態３では、本発明の光情報装置の一例について説明する。実施の形態３の光情報装置は、光記録媒体に対して、信号の記録及び再生を行う装置である。
【０１３５】
図１０に実施の形態３の光情報装置４０の構成を模式的に示す。光情報装置４０は光ヘッド４１と、回転駆動手段であるモータ４２と、制御手段である処理回路４３とを備える。光ヘッド４１は、実施の形態１で説明したものである。
【０１３６】
光ヘッド４１については、実施の形態１で説明したものと同様であるため、重複する説明は省略する。
【０１３７】
次に、光情報装置４０の動作について説明する。
【０１３８】
まず、光情報装置４０に光記録媒体９がセットされると、処理回路４３は、モータ４２を回転させる信号を出力し、モータ４２を回転させる。次に、処理回路４３は、光源１を駆動し光を出射させ、第１の光検出器６からの出力に応じて光源１の光量を制御する。また、処理回路４３は、光学素子３の透過率が再生及び記録の時で最適な値になるように光学素子３の透過率を制御する。
【０１３９】
光源１から出射された光は、光記録媒体９で反射され、第２の光検出器１２に入射する。第２の光検出器１２は、光記録媒体９上における光の合焦状態を示すフォーカス誤差信号と、光の照射位置を示すトラッキング誤差信号を処理回路４３に出力する。これらの信号に基づき、処理回路４３は、対物レンズ８を制御する信号を出力し、これによって光源１から出射された光を光記録媒体９上の所望のトラック上に集光させる。また、処理回路４３は、第２の光検出器１２から出力される信号に基づいて、光記録媒体９に記録されている情報を再生する。
【０１４０】
以上のように光ヘッドとして本実施の形態の第１の光ヘッドを用いているため、再生時には光源１のパワーを、量子雑音が十分に低くなるパワーに設定しつつ、本発明の光学素子３の透過率を落とすことにより盤面パワーを光記録媒体の劣化やデータの消去などが起きない低いパワーに抑えて再生を行うことができ、記録時には、光学素子３の透過率を１００％にすることで光源１のパワーをそのまま用いて記録を行うことができる光情報装置４０を構成することが出来る。
【０１４１】
また、光源の量子雑音を少なくして再生することが可能であるので安定な制御信号や再生信号を得ることの出来る光情報装置が構成できる。
【０１４２】
また、外部からの電気信号で透過率を切り替えるので、光ヘッドの小型化が容易なため光情報装置の小型化にも適している。
【０１４３】
また、光ヘッドとして実施の形態１の光ヘッドを用いて説明したが、実施の形態２で述べた光ヘッドを用いても何ら問題はない。
【０１４４】
また、対物レンズは単レンズを用いているが高いＮＡを有する組レンズであっても何ら問題はない。また、高ＮＡのレンズを用いればより高密度化が可能となり、光源のノイズに対する再生信号の安定性が厳しくなるので本発明は非常に有用となる。
【０１４５】
以上、本発明の実施の形態について例を挙げて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されず本発明の技術的思想に基づく他の実施形態に適用することができる。
【０１４６】
また、上記実施の形態では無限系の光ヘッドを示したが、コリメータレンズを用いない有限系の光ヘッドであっても良い。
【０１４７】
また、上記実施の形態では、光のみによって情報を記録する光記録媒体について述べたが、光および磁気によって情報を記録する光記録媒体についても、本実施の形態の光学素子を用いれば同様の効果が得られることはいうまでもない。
【０１４８】
また、上記実施の形態では、光記録媒体が光ディスクである場合について説明したが、カード状の光記録媒体など、類似の機能を実現する光学的情報装置に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４９】
本発明にかかる光学素子、光ヘッド、光情報装置、及び光ヘッドの制御方法は、光源のパワーを、量子雑音が十分に低くなるパワーに設定しつつ、盤面パワーを光ディスクの劣化やデータの消去などが起きない低いパワーに抑えて再生を行うことができ、記録時には、光源のパワーをそのまま用いて記録を行うことができ、かつ光ヘッドの小型化に適しているという効果を有し、光情報処理又は光通信等に用いられる光学素子、光ヘッド、光情報装置、及び光ヘッドの制御方法等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
【図１】本発明の実施の形態１における光ヘッドについて一例を示す模式図
【図２】本発明の実施の形態１及び２における光学素子について一例を示す断面図
【図３】本発明の実施の形態１における光学素子に用いられるパターン化されたＩＴＯ膜の一例を示す図
【図４】本発明の実施の形態１における光学素子のＩＴＯ膜に印加する電圧を示す図
【図５】（ａ）本発明の実施の形態１におけるパターン化されたＩＴＯ膜を用いた光学素子を通過する前の光源からの光の空間分布を示す図  （ｂ）本発明の実施の形態１におけるパターン化されたＩＴＯ膜を用いた光学素子を通過した後の光源からの光の空間分布を示す図
【図６】本発明の実施の形態１における光学素子に用いられるパターン化されたＩＴＯ膜の他の一例を示す図
【図７】本発明の実施の形態２における光ヘッドについて一例を示す模式図
【図８】本発明の実施の形態２における光学素子に用いられるパターン化されたＩＴＯ膜の一例を示す図
【図９】本発明の実施の形態２における光学素子に用いられるパターン化されたＩＴＯ膜の他の一例を示す図
【図１０】本発明の実施の形態３における光情報装置について一例を示す模式図
【図１１】従来の光ヘッドについて一例を示す模式図
【符号の説明】
【０１５１】
１    光源
２    コリメータレンズ
３    本発明の光学素子
４    偏光ビームスプリッタ
５    第１の集光レンズ
６    第１の光検出器
７    １／４波長板
８    対物レンズ
９    光記録媒体
１０    シリンドリカルレンズ
１１    第２の集光レンズ
１２    第２の光検出器
２２    第１のＩＴＯ膜
２３    Ｎｉ（ＯＨ）２膜
２４    ＫＣｌ溶液
２５    第２のＩＴＯ膜
２７    封止層
４１    光ヘッド
４２    モータ
４３    処理回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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