(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ記録またはデータ再生に利用される複数（Ｎ：２以上の整数）の記録層を有する光ディスクに対して、光源から照射されるレーザ光によって前記記録層に形成される光スポットの位置を制御する光スポット位置制御装置であって、
光源からレーザ光を前記記録層へ導く光導波路デバイスと、
前記光導波路デバイスに所定の電圧を印加する電圧印加手段と、
前記電圧印加手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記光導波路デバイスは、
第１の屈折率を有し、光導波路を形成するコアと、
このコアを内部に挟み、電界がかかったときに屈折率が変化する添加物を含んで、電界がかからない状態で前記第１の屈折率より小さな第２の屈折率を有したクラッドと、
出射端側の端部で前記コアを挟む位置において、前記クラッドの外面に前記コアに沿って、前記記録層の配設間隔に基づいて設定された長さを有する２つの電極からなる（Ｎ−１）組の直列に配設された電極ペアと、
を有し、
前記所定の電圧は、前記電極ペアに印加されたときに、当該電極ペアに挟まれた領域における前記クラッドの屈折率が前記第１の屈折率に変化するように設定され、
前記制御手段は、前記電圧印加手段によって、当該電極ペアに印加する電圧を適宜オンオフさせることにより前記光スポットの位置を制御する、
ことを特徴とする光スポット位置制御装置。
【請求項２】
データ記録またはデータ再生に利用される複数（Ｎ：２以上の整数）の記録層を有する光ディスクに対して、光源から照射されるレーザ光によって前記記録層に形成される光スポットの位置を制御する光スポット位置制御装置であって、
光源からレーザ光を各記録層へ導く光導波路デバイスと、
前記光導波路デバイスに所定の電圧を印加する電圧印加手段と、
前記電圧印加手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記光導波路デバイスは、
電界がかかったときに屈折率が変化する添加物を含んで、電界がかからない状態で第１の屈折率を有し、光導波路を形成するコアと、
このコアを内部に挟み、前記第１の屈折率を有したクラッドと、
出射端側の端部で前記コアを挟む位置において、前記クラッドの外面に前記コアに沿って、前記記録層の配設間隔に基づいて設定された長さを有する２つの電極からなる（Ｎ−１）組の直列に配設された第１の電極ペアと、
前記第１の電極ペアが配設された部分以外の光導波路の長さを有する２つの電極からなる第２の電極ペアと、
を有し、
前記所定の電圧は、前記第１または／および第２の電極ペアに印加されたときに、当該電極ペアに挟まれた領域における前記コアの屈折率が前記第１の屈折率より大きな第２の屈折率に変化するように設定され、
前記制御手段は、前記電圧印加手段によって、前記第２の電極ペアに前記所定電圧を印加している間に、前記第１の電極ペアに印加する電圧を適宜オンオフさせることにより前記光スポットの位置を制御する、
ことを特徴とする光スポット位置制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の記録層を有する光ディスクに対して、データ記録またはデータ再生のために、データの再生／記録位置を記録層間で切り替える光スポット位置制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信の大容量化に伴い、個人においてもＨＤＴＶ（High Definition Television）など映像品質の高い動画を扱うことができるようになってきた。また、高速で大容量なメディアが求められており、既に、映画コンテンツの一部はＤＶＤ−ＲＯＭのパッケージなどとして扱われている。記録媒体としての光ディスクは、長期保存性に優れるリムーバブル（取り出して持ち運びができる）媒体であり、個人用のライブラリとして期待されている。また、光ディスクは、放送事業者や通信事業者にとってはコンテンツのアーカイブ（長期保存）として期待されている。
【０００３】
この光ディスクを放送用コンテンツのアーカイブに用いる場合、記録容量を飛躍的に改善する必要がある。そのために、複数の記録層を積層した媒体（以下、多層光ディスクという）が研究・開発されている。これによれば、面内における記録密度が同じならば、記録層の層数に比例して光ディスクの記録容量を増やすことができる。例えば層数が２層の場合、１層目から２層目に記録位置を切り換えるときには、光ピックアップに含まれる対物レンズの焦点位置（光スポット位置）を１層目から２層目へと切り替える（これを、「フォーカスジャンプ」と呼ぶ）。このようなフォーカスジャンプを実行する光ディスク記録装置が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００４】
特許文献１または特許文献２に開示された光ディスク記録装置は、対物レンズに取り付けられたアクチュエータにより、対物レンズの焦点位置を所定距離だけ移動させている。そして、フォーカスジャンプをしている間は、フォーカスの追従制御を解除（ＯＦＦ）しており、フォーカス誤差信号（Ｓ字波形、Ｓ字カーブ）を考慮して、フォーカスの追従制御を再開している。
【０００５】
また、光ファイバ等の光変調器を構成する材料において、発色団（Chromophore）を添加した電気光学ポリマは、外部電圧（電界）に応じて、光カー効果（Kerr cell efffect）に基づいて、屈折率がサブナノ秒オーダーで変化することが知られている（非特許文献１）。
【特許文献１】特開２００３−２２５４５号公報（００３９〜００５８、図１）
【特許文献２】特開２００３−７７１４２号公報（００１４〜００２６、図２）
【非特許文献１】“Broadband Modulation of Light by Using an Electro-Optic Polymer”,Mark Lee et. al.,Science,vol.298,No.5597,2002年11月15日,p.1401-1403
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、光ディスクに情報を記録／再生する装置では、光ディスクを装置に取り付ける際に位置ずれが生じる。これに起因して、光ディスクを回転させると面ぶれや軸ずれが発生する。この面ぶれ量（絶対値）は例えば１００μｍ程度の大きさであり、周期性がある（１回転ごとに似たような面ぶれ特性（波形）を示す）ことが知られている。これに対して、多層光ディスクの記録層の配設間隔は１０〜３０μｍ程度が検討されており、面ぶれ量（絶対値）と比較すると１桁程度小さい。さらに、記録／再生を高速に実現するために光ディスクを高速回転させた場合、微小な時間においても大きな面ぶれが発生する。そのため、アクチュエータにより対物レンズを移動（フォーカスジャンプ）している僅かな時間においても、面ぶれによる影響は大きく、記録層の空間的な位置（目標位置）も動き、フォーカスジャンプした後のフォーカスの追従制御（フォーカシング）が不安定となる。例えば、対物レンズが移動している僅かな時間に、面ぶれによって記録層が空間的にそれ以上に大きくずれてしまう場合、フォーカシングは困難となる。
【０００７】
そこで、フォーカシングを再び安定させ、記録層の切り替えを完了させるためには、面ぶれを補正しながら対物レンズを移動させる必要がある。そのため、対物レンズが移動する時間以上の時間がかかってしまう。従来の装置では、アクチュエータによる移動に数十ミリ秒かかり、対物レンズの移動（記録層の切り替え）に数百ミリ秒かかっていた。その結果、フォーカスジャンプが始まってからフォーカシングやトラッキングが再び安定するまでに１秒程度の時間がかかるため、記録層の切り替えを頻繁に行うことができなかった。
【０００８】
また、従来、切り替えに時間がかかることと、記録層を切り替えている間にサーボシステムが不安定となることによって、多層光ディスクへのランダムアクセス性が悪くなっていた（アクセス時間が増えていた）。アクセス時間が増えると、ネットワークやコンピュータとの親和性に悪影響が生じる。そこで、現状では、光ディスクよりもランダムアクセス性のよい半導体メモリ等を併用することにより、親和性を改善するようにしている。しかし、アクセス時間が増えた分、半導体メモリ等の容量を増やす必要があるため、ストレージシステム全体の規模が大きくなり、メモリシステムの構成やその管理が複雑になる等の問題が生じている。
【０００９】
本発明は、前記のような問題点に鑑みてなされたものであり、光ディスクの記録層を安定に切り替えることが可能な光スポット位置制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前記目的を達成するために創案されたものであり、まず、請求項１に記載の光スポット位置制御装置は、データ記録またはデータ再生に利用される複数（Ｎ：２以上の整数）の記録層を有する光ディスクに対して、光源から照射されるレーザ光によって前記記録層に形成される光スポットの位置を制御する光スポット位置制御装置であって、光源からレーザ光を前記記録層へ導く光導波路デバイスと、前記光導波路デバイスに所定の電圧を印加する電圧印加手段と、前記電圧印加手段を制御する制御手段と、を備えることとした。
【００１１】
前記光導波路デバイスは、第１の屈折率を有し、光導波路を形成するコアと、このコアを内部に挟み、電界がかかったときに屈折率が変化する添加物を含んで、電界がかからない状態で前記第１の屈折率より小さな第２の屈折率を有したクラッドと、出射端側の端部で前記コアを挟む位置において、前記クラッドの外面に前記コアに沿って、前記記録層の配設間隔に基づいて設定された長さを有する２つの電極からなる（Ｎ−１）組の直列に配設された電極ペアと、を有し、前記所定の電圧は、前記電極ペアに印加されたときに、当該電極ペアに挟まれた領域における前記クラッドの屈折率が前記第１の屈折率に変化するように設定され、前記制御手段は、前記電圧印加手段によって、当該電極ペアに印加する電圧を適宜オンオフさせることにより前記光スポットの位置を制御することを特徴とする。
【００１２】
かかる構成によれば、前記所定の電圧が電極ペアを形成する２つの電極間に印加された場合に、当該２つの電極に挟まれた領域におけるクラッドの屈折率は、コアの屈折率と等しくなるので、この領域において、光をコアの内部に閉じ込めることができず２つの電極に挟まれた幅だけ光導波路が広がることになる。このとき、光源から出射されたレーザ光は、２つの電極の手前までコアに閉じ込められて伝搬して、２つの電極に挟まれた領域では発散する光として伝搬する。ただし、光導波路デバイスの出射端においてレーザ光が２つの電極に挟まれたクラッドの領域に収まっている必要がある。一方、前記所定の電圧が電極ペアを形成する２つの電極に印加されない場合に、２つの電極に挟まれた領域におけるクラッドの屈折率は、コアの屈折率よりも小さいので、コアは光を光導波路デバイスの出射端まで内部に閉じ込め続ける。そのため、レーザ光は光導波路デバイスの出射端から発散する光として伝搬する。つまり、電極ペアを形成する２つの電極に印加する電圧を適宜オンオフすることにより、光ディスクに入射するレーザ光の発散する位置を切り替えることができる。レーザ光の発散する位置の変化分は、光導波路に沿った２つの電極の長さであり、この長さは、複数の記録層の配設間隔に基づいて設定されているので、レーザ光の発散する位置を切り替えることにより、記録層に形成される光スポット位置を制御できる。その結果、光スポットを形成する記録層を切り替えることが可能になる。
【００１３】
また、請求項２に記載の光スポット位置制御装置は、データ記録またはデータ再生に利用される複数（Ｎ：２以上の整数）の記録層を有する光ディスクに対して、光源から照射されるレーザ光によって前記記録層に形成される光スポットの位置を制御する光スポット位置制御装置であって、光源からレーザ光を各記録層へ導く光導波路デバイスと、前記光導波路デバイスに所定の電圧を印加する電圧印加手段と、前記電圧印加手段を制御する制御手段と、を備えることとした。
【００１４】
前記光導波路デバイスは、電界がかかったときに屈折率が変化する添加物を含んで、電界がかからない状態で第１の屈折率を有し、光導波路を形成するコアと、このコアを内部に挟み、前記第１の屈折率を有したクラッドと、出射端側の端部で前記コアを挟む位置において、前記クラッドの外面に前記コアに沿って、前記記録層の配設間隔に基づいて設定された長さを有する２つの電極からなる（Ｎ−１）組の直列に配設された第１の電極ペアと、前記第１の電極ペアが配設された部分以外の光導波路の長さを有する２つの電極からなる第２の電極ペアと、を有し、前記所定の電圧は、前記第１または／および第２の電極ペアに印加されたときに、当該電極ペアに挟まれた領域における前記コアの屈折率が前記第１の屈折率より大きな第２の屈折率に変化するように設定され、前記制御手段は、前記電圧印加手段によって、前記第２の電極ペアに前記所定電圧を印加している間に、前記第１の電極ペアに印加する電圧を適宜オンオフさせることにより前記光スポットの位置を制御することを特徴とする。
【００１５】
かかる構成によれば、前記所定の電圧が、第１または／および第２の電極ペアを形成する２つの電極に印加された場合に、当該２つの電極に挟まれたコアの屈折率は、クラッドの屈折率より大きくなるので、当該２つの電極に挟まれたコアは、光をコアの内部に閉じ込める光導波路として機能する。従って、第２の電極ペアおよび全ての第１の電極ペアに電圧を印加された場合、光源から出射されたレーザ光は、光導波路デバイスのコアを伝搬して、電極に挟まれたコアの部分において出射端側から発散する光として伝搬する。一方、前記所定の電圧が当該１つの第１の電極ペアに印加されない場合に、当該２つの電極に挟まれたコアの屈折率は、クラッドの屈折率と等しいので、当該２つの電極に挟まれたコアは、光をコアの内部に閉じ込めることができずに光導波路として機能しない。このとき、光源から出射されたレーザ光は、光導波路デバイスの電極に挟まれた領域において発散する光として伝搬する。そこで、光スポット位置制御装置は、制御手段によって、第２の電極ペアの電極間に所定電圧を常時印加して光導波路を形成し、一方、第１の電極ペアを形成する電極間に印加する所定電圧を適宜オンオフする。これにより、光ディスクに入射するレーザ光の発散する位置を切り替えることができる。レーザ光の発散する位置の変化分は、第１の電極ペアを形成する２つの電極の長さであり、この長さは、記録層の配設間隔に基づいてそれぞれ設定されているので、レーザ光の発散する位置を切り替えることにより、記録層に形成される光スポット位置を制御できる。その結果、光スポットを形成する記録層を切り替えることが可能になる。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１または請求項２に記載の発明によれば、光導波路デバイスにおいて電極ペアまたは第１の電極ペアを形成する２つの電極の間に所定の電圧を印加することによりレーザ光が発散し始める位置を変化させることができる。この結果、光導波路デバイスから出射されたビームが、光導波路デバイスの後段に設けられるレンズを介して光ディスクの記録層に形成する光スポット位置を制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下では、本発明の光スポット位置制御装置の実施形態として、データ記録に利用される複数（Ｎ：２以上の整数）の記録層を有する光ディスクに対して、光源から照射されるレーザ光によって記録層に形成される光スポットの位置を制御する光ディスク記録装置について図面を参照して説明する。
【００１８】
（第１の実施形態）
［光ディスク記録装置の構成］
図１は、光ディスク記録装置の構成を示したブロック図である。光ディスク記録装置１は、図１に示すように、光ピックアップ１０と、電源装置１１と、制御手段１２とを備えている。
光ピックアップ１０は、光導波路デバイス２０と、レーザ光源２１と、結合レンズ２２と、コリメータレンズ２３と、対物レンズ２４とを備えている。
【００１９】
光導波路デバイス２０は、レーザ光源２１からのレーザ光を、光ディスク３０の記録層３１，３２（この場合、Ｎ＝２）へ導くものであり、電源装置１１から所定の電圧が印加されると、光導波路の屈折率分布を変化させる。
レーザ光源２１は、所定波長かつ所定強度のレーザ光（ビーム）を出射するものである。
結合レンズ２２は、レーザ光源２１から出射されたレーザ光を光導波路デバイス２０中の光導波路に焦点を結ばせるレンズである。
コリメータレンズ２３は、光導波路デバイス２０から出射されたレーザ光（発散光）を平行光にするものである。
対物レンズ２４は、コリメータレンズ２３で平行光にされたレーザ光を光ディスク３０の記録層３１，３２に集光するものである。
【００２０】
電源装置（電圧印加手段）１１は、光導波路デバイス２０に、所定のタイミングで所定の電圧を印加するものである。
制御手段１２は、電源装置１１による電圧印加タイミングを制御するものである。
本実施形態では、光ディスク３０は、所定の配設間隔ｂだけ互いに離間した第１記録層３１及び第２記録層３２を備えている。第１記録層３１は、対物レンズ２４側（手前）に配置し、第２記録層３２は、その奥に配置している。
【００２１】
図２は、図１に示した光導波路デバイスの構成図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図を示している。
光導波路デバイス２０は、コア４１と、クラッド４２と、（Ｎ−１）組の直列に配設された電極ペア４３（４３ａ，４３ｂ）とを備えている。なお、本実施形態では、Ｎ＝２なので電極ペア４３は１組設けられている。
コア４１は、第１の屈折率を有し、レーザ光が導かれる光導波路を形成するものである。
【００２２】
クラッド４２は、コア４１を内部に挟み、電界がかかったときに屈折率が変化する添加物を含んで、電界がかからない状態で第１の屈折率より小さな第２の屈折率を有している。このクラッド４２は、コア４１の長手方向に沿った周囲に設けられている。このクラッド４２に含まれる添加物は、例えば、液晶分子の一種である発色団（Chromophore）である。ここで、発色団（chromophore）とは、有機化合物が色を持つ原因となると考えられている原子団をいい、例えば、ニトロ基、アゾ基、カルボニル基、アゾキシ基、アゾメチン、ケミチンなどが含まれる。これを用いた場合、電界のオンオフに応じて屈折率の変化をサブナノ秒オーダーで実現できる（非特許文献１参照）。
【００２３】
電極ペア４３を形成する電極（負極４３ａ，正極４３ｂ）は、出射端側の端部でコア４１を挟む位置において、クラッド４２の外面にコア４１に沿って、第１記録層３１と第２記録層３２との配設間隔ｂに基づいて設定された長さＬをそれぞれ有する。負極４３ａと正極４３ｂは、クラッド４２の領域（以下、この部分を屈折率調整領域４２ａという）を挟むようにして、電極間距離ｄだけ離間してコア４１を挟んでいる。この屈折率調整領域４２ａは、電極ペア４３に所定の電圧が印加された場合に、クラッド４２の屈折率が第１の屈折率に変化するように設定されている。
【００２４】
コア４１は、図２の（ｂ）に断面を示すように、所定の高さｈ及び所定幅ｗを有している。また、クラッド４２は、図２の（ｂ）に断面を示すように、コア４１の上方に所定の厚さｍ1、コア４１の下方に所定の厚さｍ2、コア４１の左右方向に所定の厚さｍ3を有している。
【００２５】
図３は、図２に示した光導波路デバイスの説明図であり、（ａ）は電圧を印加しない場合、（ｂ）は電圧を印加した場合を示している。
２つの電極（負極４３ａ，正極４３ｂ）に印加する電圧Ｖが０の場合（Ｖ＝０）、クラッド４２に添加されたChromophoreは無極性の分子として振舞い、屈折率調整領域４２ａの屈折率は変化しない。つまり、屈折率調整領域４２ａは、クラッド４２と同じ第２の屈折率（第１の屈折率より小さい）を有している。その結果、光導波路デバイス２０の光導波路に変化は生じない。
【００２６】
一方、２つの電極（負極４３ａ，正極４３ｂ）に印加する電圧Ｖが所定電圧の場合（Ｖ＝Ｖbias）、クラッド４２に添加されたChromophoreの内部で電子が移動し、分極が発生する。このとき、分極のため光の伝搬速度（群速度）は遅くなるが、これは、２つの電極（負極４３ａ，正極４３ｂ）に挟まれたクラッド４２（屈折率調整領域４２ａ）において、屈折率が大きくなったことを意味する。この結果、屈折率調整領域４２ａの屈折率は、第２の屈折率からコア４１と同じ第１の屈折率に変化する（大きくなる）。つまり、コア４１は光を内部に閉じ込めることができず、２つの電極（負極４３ａ，正極４３ｂ）に挟まれた幅（屈折率調整領域４２ａの幅）だけ光導波路が広がることになる。このとき、レーザ光源２１から出射されたレーザ光は、２つの電極（負極４３ａ，正極４３ｂ）の手前までコア４１に閉じ込められて伝搬して、屈折率調整領域４２ａでは発散する光として伝搬する。
【００２７】
このような構成の光ディスク記録装置１の動作について図４を参照して説明する。図４は、図１に示した光ディスク記録装置の動作の説明図であり、（ａ）は電圧を印加しない場合、（ｂ）は電圧を印加した場合を示している。なお、図４では、レーザ光源２１等を省略している。
光ディスク記録装置１は、制御手段１２（図１参照）によって、電源装置１１に電圧印加の指示信号を出力する。これにより、電源装置１１は、光導波路デバイス２０に所定の電圧を印加する。
【００２８】
光導波路デバイス２０の電極（４３ａ，４３ｂ）に印加電圧を加えない場合（Ｖ＝０）、図４の（ａ）に示すように、コア４１の端部（光ディスク３０側）からレーザ光（発散ビーム）が拡散されることになる。そのため、レーザ光は第１記録層３１に集光される（第１記録層３１に光スポットが形成される）。
【００２９】
一方、光導波路デバイス２０の電極（負極４３ａ，正極４３ｂ）に印加電圧を加えた場合（Ｖ＝Ｖbias）、図４の（ｂ）に示すように、屈折率調整領域４２ａの入射側端部（レーザ光源２１側）からレーザ光（発散ビーム）が拡散される。これにより、光導波路から出射される発散ビームの出射位置とコリメータレンズ２３との距離が変わる。つまり、発散ビームの出射位置が、図４の（ａ）に示した場合と比較して、光ディスク３０側から遠ざかる。そのため、レーザ光は、光導波路デバイス２０にとって第１記録層３１よりも奥の第２記録層３２に集光される（第２記録層３２に光スポットが形成される）。なお、光導波路を形成するクラッド４２（屈折率調整領域４２ａ）からレーザ光が空間に出る場合に屈折があるが図４では省略した。
【００３０】
この光ディスク記録装置１によれば、光導波路デバイス２０の電極（負極４３ａ，正極４３ｂ）に印加する電圧をオンオフすることにより、光導波路デバイス２０の電極（負極４３ａ，正極４３ｂ）に挟まれた屈折率調整領域４２ａは、瞬時に屈折率が変化し、レーザ光が発散し始める位置が変化する。そして、電極（負極４３ａ，正極４３ｂ）の長さＬを、光ディスク３０の２つの記録層３１，３２の配設間隔ｂに対応させて予め定めてあるので、電極ペア４３に印加する電圧をオンオフすることにより、光ディスク３０の２つの記録層３１，３２の間で瞬時に光スポットを移動させることが可能になる。
【００３１】
このため、フォーカスジャンプしている間に必要とされたフォーカシングの解除処理や再開処理を行う必要がなく、過渡応答もないので、フォーカシングしながらフォーカスジャンプさせることができる。そのため、光ディスクの記録層３１，３２を安定に切り替えることができる。したがって、光ディスクが単層の場合と同等のランダムアクセス性を有するものとすることができる。また、光導波路デバイス２０は所定の半導体製造プロセスで製造できるため、製品毎のジャンプ量の誤差（ばらつき）を低減した精度の良い光ディスク記録装置１を実現できる。
【００３２】
（第２の実施形態）
第２の実施形態に係る光ディスク記録装置は、光導波路デバイスを除いて、第１の実施形態に係る光ディスク記録装置１と同一の構成なので、同一の構成には同一の符号を付し、図面と説明を省略する。以下に、第１の実施形態と構成の異なる光導波路デバイスについて図５を参照して説明する。図５は、第２の実施形態に係る光ディスク記録装置を構成する光導波路デバイスの平面図である。
【００３３】
図５に示すように、光導波路デバイス５０は、コア４１と、クラッド４２と、（Ｎ−１）組の直列に配設された第１の電極ペア４３（４３ａ，４３ｂ）と、第２の電極ペア５３（５３ａ，５３ｂ）とを備えている。なお、第１の電極ペアは、第１の実施形態の電極ペアと同一なので同一の番号（４３）を付し、説明を省略する。また、記録層の数Ｎ＝２なので第１の電極ペア４３は１組設けられている。
【００３４】
コア４１は、電界がかかったときに屈折率が変化する添加物を含んで、電界がかからない状態で第１の屈折率を有し、光導波路を形成可能なものである。このコア４１に含まれる添加物は、例えば、液晶分子の一種である発色団（Chromophore）である。このコア４１は、第２の電極ペア５３に対応した第１コア領域５１と、第１の電極ペア４３に対応した第２コア領域５２とを備えており、第１の電極ペア４３（または第２の電極ペア５３）に所定の電圧が印加されたときに、第１コア領域５１（または第２コア領域５２）は第１の屈折率より大きな第２の屈折率（第１の実施形態に述べた大小関係と異なる）に変化する。
クラッド４２は、コア４１を内部に挟み、第１の屈折率（第２の屈折率より小さい）を有して、コア４１の長手方向に沿った周囲に設けられている。
【００３５】
第２の電極ペア５３を形成する電極（負極５３ａ，正極５３ｂ）は、コア４１に平行に第１の電極ペア４３が配設された部分以外の光導波路の長さを有し、電極間距離ｄだけ離間して、第１コア領域５１を挟むように配設されている。電極ペア５３に所定の電圧が印加された場合に第１コア領域５１に形成される光導波路を第１の光導波路と呼ぶ。
【００３６】
また、第１の電極ペアを形成する電極（負極４３ａ，正極４３ｂ）は、第２コア領域５２を挟むように配設されている。この第２コア領域５２は、第１の電極ペア４３に所定の電圧が印加された場合に、前記した第１の光導波路（第１コア領域５１）に連続するように光導波路（第２の光導波路という）を形成することが可能な領域である。第２の光導波路の長さは、第１の電極ペア４３を形成する電極の長さＬと等しく、２つの記録層３１，３２の配設間隔ｂに基づいて設定されている。
【００３７】
なお、コア４１は、図２の（ｂ）に断面を示すように、所定の高さｈ、及び所定幅ｗを有している。また、クラッド４２は、図２の（ｂ）に断面を示すように、コア４１の上方に所定の厚さｍ1、コア４１の下方に所定の厚さｍ2、コア４１の左右方向に所定の厚さｍ3を有している。
【００３８】
第２の実施形態に係る光ディスク記録装置は、制御手段１２（図１参照）によって、電源装置１１に対して、第２の電極ペア５３への電圧印加の指示信号を常時出力すると共に、第１の電極ペア４３への電圧印加の指示信号を適宜出力する。これにより、電源装置１１は、光導波路デバイス５０の第２の電極ペア５３を形成する電極に所定の電圧を常時印加（常時オン）すると共に、第１の電極ペア４３を形成する電極に所定の電圧を適宜印加（適宜オンオフ）する。第２の電極ペア５３を形成する２つの電極（５３ａ，５３ｂ）間に所定電圧（Ｖ＝Ｖbias）が常時印加されている場合、第１コア領域５１に添加されたChromophoreの内部で電子が移動し、分極が発生する。この結果、第１コア領域５１の屈折率は、第１の屈折率から第２の屈折率に変化する（大きくなる）。すなわち、第１コア領域５１は、第１の光導波路を形成する。
【００３９】
さらに、第１の電極ペア４３を形成する２つの電極（４３ａ，４３ｂ）間に印加する電圧Ｖが０の場合（Ｖ＝０）、第２コア領域５２に添加されたChromophoreは無極性の分子として振舞い、第２コア領域５２の屈折率は変化しない。つまり、第２コア領域５２は、クラッド４２と同じ第１の屈折率を有している。その結果、第２コア領域５２は、光を内部に閉じ込めることができず２つの電極（４３ａ，４３ｂ）に挟まれた幅だけ第２の光導波路が広がることになる。したがって、光導波路デバイス５０は、前記した図３の（ｂ）に示した光導波路デバイス２０と同様の状態となる。すなわち、レーザ光源２１から出射されたレーザ光は、光導波路デバイス５０の第１の電極ペア４３を形成する電極（４３ａ，４３ｂ）に挟まれた領域において発散する光として伝搬する。
【００４０】
一方、第１の電極ペア４３を形成する２つの電極（４３ａ，４３ｂ）に印加する電圧Ｖが所定電圧の場合（Ｖ＝Ｖbias）、第２コア領域５２に添加されたChromophoreの内部で電子が移動し、分極が発生する。この結果、第２コア領域５２の屈折率は、第１の屈折率から第２の屈折率に変化する（大きくなる）。すなわち、第２コア領域５２は、レーザ光源２１から出射されたレーザ光を光導波路デバイス５０の出射端まで内部に閉じ込め続ける。そのため、レーザ光は光導波路デバイス５０の出射端から発散する光として伝搬する。その結果、発散光が発散し始める位置が、第１の電極ペア４３を形成する電極の長さＬだけ光ディスク３０（図１参照）側にシフトすることになる。したがって、光導波路デバイス５０は、前記した図３の（ａ）に示した光導波路デバイス２０と同様の状態となる。
【００４１】
これにより、光導波路デバイス５０の第１の電極ペア４３を形成する電極（４３ａ，４３ｂ）に印加電圧を加えない場合（Ｖ＝０）、及び印加電圧を加えた場合（Ｖ＝Ｖbias）を切り替えることにより、前記した図４の（ｂ），（ａ）にそれぞれ示したように、２つの記録層３１，３２の間で瞬時に光スポットを移動させることが可能になる。
【００４２】
第２の実施形態では、光導波路デバイス５０のコア４１に、電界がかかったときに屈折率が変化する添加物を含んでいる。このコア４１は、クラッド４２よりも体積が非常に小さい。したがって、第２の実施形態によれば、電界がかかったときに屈折率が変化する添加物をクラッド４２に含む場合と比較して添加物の量を削減することができる。
【００４３】
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を変えない範囲でさまざまに実施することができる。
上記実施の形態では、光ディスク３０の記録層が２つの場合（Ｎ＝２）を説明したが、３以上の場合も同様に電極ペアの数を増やすことで任意の記録層に瞬時にフォーカスジャンプすることができる。例えば第１の実施形態の場合、すなわち、屈折率が変化（増加）する添加物をクラッド４２に含む場合には、記録層の数にあわせて電極ペア４３の数を増やす。例えば、一番奥にある記録層にフォーカスする場合は全ての電極ペア４３に電圧を印加し、下から２番目の記録層にフォーカスする場合は一番内側（光源側）にある電極ペア４３を除いて電圧を印加し、さらに下から３番目の記録層の場合は内側から２つ目までの電極ペア４３を除いて印加し、というように記録層がＮ個であれば、（Ｎ−１）組の電極ペア４３（２つの電極４３ａ，４３ｂを有する）を設け、電極ペア４３を記録層に対応させることで、任意の記録層にフォーカスジャンプすることが可能である。
【００４４】
また、第２の実施形態の場合、すなわち、屈折率が変化（増加）する添加物をコア４１に含む場合も同様に、第１の電極ペア４３を（Ｎ−１）組設け、一番奥にある記録層にフォーカスする場合は全ての第１の電極ペア４３に電圧を印加しない（常時印加している第２の電極ペア５３は除く）、下から２番目の記録層にフォーカスする場合は一番内側（光源側）にある第１の電極ペア４３に電圧を印加する、一番上の記録層の場合は全ての第１の電極ペア４３に電圧を印加するというように、屈折率が変化する添加物をクラッド４２に含む場合と同様に、（Ｎ−１）組の第１の電極ペア４３（２つの電極４３ａ，４３ｂを有する）を設けて第１の電極ペア４３を記録層に対応させることで、任意の記録層にフォーカスジャンプすることが可能である。
また、Ｎが３以上のときに配設間隔ｂが記録層ごとに異なる場合においては、電極ペア（第１の電極ペア）４３を形成する各電極（４３ａ，４３ｂ）の長さをそれぞれ調整することにより、同様にして任意の記録層へフォーカスジャンプさせることができる。
【００４５】
前記した各実施形態では、光ディスク記録装置として説明したが、本発明は、データ再生に利用される複数の記録層に形成される光スポットの位置を制御する光ディスク再生装置に適用することもできる。この場合には、光導波路デバイス２０（または５０）とコリメータレンズ２３との間にビームスプリッタ、集光レンズおよび光検出器等の光ピックアップ要素と、光検出器で検出した信号を処理する信号処理手段等を備える構成となる。
【実施例】
【００４６】
［電極の長さＬの設計］
第１の実施形態に係る光ディスク記録装置１の光導波路デバイス２０の実施例を以下に説明する。光導波路デバイス２０の電極ペア４３を形成する電極の長さＬ、換言すると、屈折率調整領域４２ａの長さの設計方法について、図６を参照して説明する。図６は、図２に示した光導波路デバイスの設計方法の説明図である。
コア４１の屈折率ｎcoreとクラッド４２の屈折率ｎcladとの差をΔｎ、電極間距離をｄ、光カー（Kerr）係数をＫDCとしたときに、電極（４３ａ，４３ｂ）に印加される所定電圧（印加電圧）Ｖbiasは、式（１）で示される。
【００４７】
【数１】
0004436296.tif 000002
なお、光カー係数ＫDCの値は、クラッド４２に含む添加物（Chromophore）に応じて決定される。
【００４８】
また、コア４１の屈折率ｎcoreとクラッド４２の屈折率ｎcladから、光導波路（以下、電極（４３ａ，４３ｂ）の長さに対応した部分の光導波路をいう）の開口数ＮＡは、式（２）で示される。
【００４９】
【数２】
0004436296.tif 000003
【００５０】
図６に示すように、光導波路内の出射半角θｗは角ＡＯＢ、大気中の出射半角θａは角ＡＣＢで示される。ここで、辺ＡＯは、コア４１の延長線上で電極の長さＬと同じ長さを有している。また、線分ＡＢは、電極間距離ｄの二等分線を示し、辺ＡＣの長さＬ′は、光導波路内の光学的な長さを、大気中の光学的な長さに換算したものである。以下、この辺ＡＣの長さＬ′を換算長Ｌ′と呼ぶ。
この場合、コア４１の屈折率ｎcoreと、光導波路の開口数ＮＡから、光導波路内の出射半角θｗ、及び大気中の出射半角θａは、式（３）で示される。
【００５１】
【数３】
0004436296.tif 000004
【００５２】
また、光導波路内の出射半角θｗ、大気中の出射半角θａ、及び電極（４３ａ，４３ｂ）の長さＬを用いると、換算長Ｌ′は、式（４）を用いて表される。
【００５３】
【数４】
0004436296.tif 000005
【００５４】
続いて、この換算長Ｌ′と、図６に示した光導波路デバイス２０の後段に配される光学系との関係を説明する。光学系を形成するコリメータレンズ２３（図１参照）の焦点距離ｆc、及び対物レンズ２４（図１参照）の焦点距離ｆoを用いると、光学系の横倍率βは、式（５）を用いて表される。
【００５５】
【数５】
0004436296.tif 000006
【００５６】
さらに、式（５）の横倍率βを用いると、光学系の縦倍率αは、式（６）を用いて表される。
【００５７】
【数６】
0004436296.tif 000007
【００５８】
ここで、式（４）で示した換算長Ｌ′は、光学系を介したときに、光スポットを形成する記録層を切り替えることができるように設定されるものである。すなわち、式（６）の縦倍率αと、２つの記録層３１，３２の配設間隔ｂとを用いると、式（４）で示した換算長Ｌ′は、式（７）を用いて表される。なお、この換算長Ｌ′は、アクチュエータ（従来技術）により対物レンズ２４（図１参照）を移動する移動量に等価な値（等価移動量）となっている。
【００５９】
【数７】
0004436296.tif 000008
【００６０】
以上のことから、前記した式（４）と式（７）を用いると、電極（４３ａ，４３ｂ）の長さＬは、式（８）を用いて表されることとなる。
【００６１】
【数８】
0004436296.tif 000009
【００６２】
[数値例]
光ディスク記録装置１の光導波路デバイス２０に用いるコア４１及びクラッド４２として、表１に示すような材質、屈折率及びサイズのものを用いた。
すなわち、コア４１は、屈折率ｎcore＝１．４５５、高さｈ＝２μｍ、所定幅ｗ＝２μｍである石英ガラスＳｉＯ2とした。また、クラッド４２は、印加電圧Ｖ＝０のときの屈折率ｎclad＝１．４５１、厚さｍ1＝ｍ2＝５０μｍ、ｍ3≧５０μｍであるポリイミド共重合体の部分フッ素置換したポリマに、次に示す化学式で表される酵素ＥＣ５（発色団）を５〜２０質量％の範囲で混入した。
【００６３】
【表１】
0004436296.tif 000010
【００６４】
【化１】
0004436296.tif 000011
【００６５】
また、光導波路デバイス２０の後段に配される光学系であるコリメータレンズ２３及び対物レンズ２４として、表２に示すような性能のものを用いた。すなわち、コリメータレンズ２３は、開口数０．１７、焦点距離ｆc＝８．８２４ｍｍ、瞳径（有効径）＝直径３ｍｍのものを用いた。また、対物レンズ２４は、開口数０．８５、焦点距離ｆo＝１．７６５ｍｍ、瞳径＝直径３ｍｍのものを用いた。
【００６６】
【表２】
0004436296.tif 000012
【００６７】
また、表３に示すように、予め定めた定数として、光ディスク３０の２つの記録層３１，３２の配設間隔をｂ＝１０［μｍ］、前記した化学式で示される酵素ＥＣ５（発色団）を用いるときに、電極４３ａ，４３ｂに印加する直流電圧に対応した光カー係数をＫDC＝０．４６×１０-12［ｍ2／Ｖ2］、電極（４３ａ，４３ｂ）の間の距離をｄ＝１００［μｍ］と定めた。
【００６８】
この場合に、式（１）〜式（３）、式（５）〜式（８）に対応した具体的な設計値を求めた結果を表３に示す。すなわち、設計値は、印加電圧（直流バイアス電圧）Ｖbias＝９．３［Ｖ］、光導波路の開口数ＮＡ＝０．１０８、光導波路内出射半角θw＝４．３°、大気中出射半角θa＝６．２°、横倍率β＝５、縦倍率α＝２５、換算値Ｌ′＝２５０［μｍ］、及び電極の長さＬ＝３６５［μｍ］である。
【００６９】
【表３】
0004436296.tif 000013
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】光ディスク記録装置の構成を示したブロック図である。
【図２】図１に示した光導波路デバイスの構成図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図を示している。
【図３】図２に示した光導波路デバイスの説明図であり、（ａ）は電圧を印加しない場合、（ｂ）は電圧を印加した場合を示している。
【図４】図１に示した光ディスク記録装置の動作の説明図であり、（ａ）は電圧を印加しない場合、（ｂ）は電圧を印加した場合を示している。
【図５】第２の実施形態に係る光ディスク記録装置を構成する光導波路デバイスの平面図である。
【図６】図２に示した光導波路デバイスの設計方法の説明図である。
【符号の説明】
【００７１】
１      光ディスク記録装置（光スポット位置制御装置）
１０    光ピックアップ
１１    電源装置
１２    制御手段
２０    光導波路デバイス
２１    レーザ光源
２２    結合レンズ
２３    コリメータレンズ
２４    対物レンズ
３０    光ディスク
３１    第１記録層
３２    第２記録層
４１    コア
４２    クラッド
４２ａ  屈折率調整領域
４３    電極ペア（第１の電極ペア）
５０    光導波路デバイス
５１    第１コア領域５１
５２    第２コア領域
５３    第２の電極ペア
【図１】
0004436296.tif 000014
【図２】
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【図３】
0004436296.tif 000016
【図４】
0004436296.tif 000017
【図５】
0004436296.tif 000018
【図６】
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