CN1670847A - 光学元件、光头、光信息装置以及光头的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够将光源的功率设定为量子噪声变得十分低的功率的同时，将盘面功率抑制为不产生光盘的劣化和数据的擦除等的低功率进行播放，并能在记录时直接使用光源的功率进行记录，且面向小型化的光头。其包括：发射激光的激光光源(1)；将从激光光源(1)发射的激光聚光在光存储介质(9)上的物镜(8)；及在光源(1)和光存储介质(9)之间配置的、根据施加的电压透过率发生变化的光学元件(3)，在将信号记录在光存储介质(9)上的情况和从光存储介质(9)播放信号的情况之间切换施加在光学元件(3)的电压，使得从光存储介质(9)播放信号时比将信号记录在光存储介质(9)上时光学元件(3)的透过率还要低。

Description

光学元件、光头、光信息装置以及光头的控制方法

技术领域

本发明涉及用于光信息处理或者光通信的光学元件、光头、光信息装置以及光头的控制方法。

背景技术

近年，因为数字化视频光盘(DVD)能以相对光盘(CD)约6倍的存储密度存储数字信息，所以作为大容量的光存储介质受到重视。但是，随着信息的大容量化，需要更高密度的光存储介质。此处，要达到比DVD(波长660nm、开口数(NA)为0.6)更高的密度，有必要使光源的波长更短、物镜的NA更大。例如，如果采用405nm的蓝色激光，使用NA为0.85的物镜，能达到DVD的5倍的存储密度。

但是，在采用了上述蓝色激光的高密度光盘装置中，由于播放边限(margin)非常严格，所以光源的量子噪声就成问题。因此，在专利文献1中提出了较低地控制光盘的盘面功率，防止光盘的退化和数据的擦除等的同时，较低地控制半导体激光的量子噪声，能以低噪声进行质量良好的播放的光头。

即，在专利文献1中提出的光头是能够解决以下问题的装置。

即，此问题是当播放时，如果降低光源的功率，量子噪声变得非常明显。另外，高密度光盘装置的情况下，由于在光盘上被聚光的光的点径也变得非常小，所以播放时如果不降低光源的功率，则光盘上每单位面积光的照射功率变得非常大。即，在这样的情况下，由于在光盘上每单位面积光的照射功率变得非常大，所以也能引导致播放时在光盘上存储的信号被擦除这样的问题。在专利文献1中提出的光头是能解决这样的问题，在光盘上精度良好地存储信号、精度良好地将光盘上存储的信号播放的装置。

此处，参考附图的同时，对上述的以往的光头的一例进行说明。

图11是表示以往的光头的构成的模式图。此处，51是光源，52是强度滤光器，53是光束分离器，54是准直透镜，55是镜子，56是物镜，57是光盘，58是多透镜，59是光电二极管。

光源51是用GaN系的蓝光半导体激光对光盘57的记录层输出记录播放用的相干光的光源。强度滤光器52是形成了吸收膜的元件，被设计为能抽出放入的样子。光束分离器53是用于分离光的光学元件。准直透镜54是将从光源51发射的发散光变换为平行光的透镜。镜子55是将入射的光反射，使其面向光盘57方向的光学元件。物镜56是对光盘57的记录层将光聚光的透镜。多透镜58是对光电二极管59将光聚光的透镜。光电二极管59是接收被光盘的记录层反射的光，将光变换为电信号的装置。

接着，对这样构成的以往的光头的动作进行说明。此处，强度滤光器52在播放时被***光路中，记录时被拿出光路。从光源51发射的光在播放时，由于透过强度滤光器52所以光量被衰减，在记录时，因为强度滤光器52被拿出光路，所以光量没有被衰减。

接着，透过强度滤光器52的光(记录时从光源发射的光)在光束分离器53被反射，由准直透镜54变换为平行光。变换为平行光的光在镜子55被反射，通过物镜56被聚光到光盘57上。

接着，从光盘57反射的光透过物镜56，在镜子55处被反射，透过准直透镜54，透过光束分离器53，由多透镜58被聚光在光电二极管59。

光电二极管59利用像散法，输出表示光盘57上光的聚焦状态的聚焦误差信号，另外，输出表示光的照射位置的跟踪误差信号。

图中未表示的焦点控制模块基于聚焦误差信号，通常将物镜56的位置控制在其光轴方向以使光在聚焦状态下在光盘57上被聚光。另外，图中未表示的跟踪控制模块基于跟踪误差信号，控制物镜56的位置以使光在光盘57上所期望的光道上聚光。

进一步，光检测器59使光盘57中存储的信息播放。

根据这样的构成，能使光源功率设定为量子噪声十分低的功率的同时，将盘面功率抑制为不产生光盘的退化和数据擦除等的低功率进行播放。记录时，能够直接使用光源的功率，进行记录。

但是，上述这样的构成的光头为了进行强度滤光器52的抽出放入，需要必要的装置，所以由于光头的大小变大，使光头小型化不能实现。

即，以往的光头中，存在不能实现光头小型化的问题。

专利文献1：特开2000-195086号公报

发明内容

本发明是鉴于这样的以往的问题而进行的发明，目的在于提供能够将光源的功率设定为量子噪声变得十分低的功率的同时，将盘面功率抑制为不产生光盘的劣化和数据的擦除等的低功率进行播放，在记录时，能直接使用光源的功率进行记录，而且适于光头的小型化的光学元件、光头、光信息装置以及光头的控制方法。

为了解决上述的问题，本发明之一，提供一种光学元件，其包括：根据施加的电压透过率发生变化的电致发光材料层；在前述电致发光材料层一侧的表面上配置的电解质；在前述电致发光材料层另外一侧的表面上配置的第1透明电极；在前述电解质的与前述电致发光材料层相反一侧的表面上配置的第2透明电极，

前述第1透明电极以及前述第2透明电极之中至少任意一个包括能够对前述电致发光材料层施加不同电压的多个电极。

另外，本发明之二，是在本发明之一所述的光学元件中，其中，前述多个电极包括圆形的第1电极和配置为包围前述第1电极的第2电极。

另外，本发明之三，是在本发明之二所述的光学元件中，其中，前述多个电极还包括在前述第1电极和前述第2电极之间的一个或者多个同心圆形状的电极。

另外，本发明之四，是在本发明之一所述的光学元件中，其中，前述多个电极包括椭圆形状的第1电极和配置为包围前述第1电极的第2电极。

另外，本发明之五，是在本发明之四所述的光学元件中，其中，前述多个电极还包括在前述第1电极和前述第2电极之间的一个或者多个同心椭圆形状的电极。

另外，本发明之六，是在本发明之一所述的光学元件中，其中，前述电解质是液体。

另外，本发明之七，是在本发明之一所述的光学元件中，其中，前述电解质是固体。

另外，本发明之八，是在本发明之一所述的光学元件中，其中，在前述电致发光材料层中使用了由氧化反应着色的材料。

另外，本发明之九，是在本发明之一所述的光学元件中，其中，在前述电致发光材料层中使用了由还原反应着色的材料。

另外，本发明之十，提供一种光头，其包括：发射激光的激光光源；将从前述激光光源发射的前述激光在光存储介质聚光的物镜；在前述光源和前述光存储介质之间配置的、根据施加的电压透过率发生变化的光学元件，在将信号记录在前述光存储介质中的情况和从前述光存储介质播放信号的情况之间切换施加给前述光学元件的电压，使得在从前述光存储介质播放信号的情况下比将信号记录在前述光存储介质的情况下的前述光学元件的透过率还要低。

另外，本发明之十一，是在本发明之十所述的光头中，其中包括：在前述物镜和前述激光光源之间配置的、将从前述激光光源发射的前述激光变换为平行光的准直透镜，前述光学元件以前述准直透镜为基准，配置在前述激光光源一侧或者前述物镜一侧。

另外，本发明之十二，是在本发明之十所述的光头中，其中，前述激光光源的波长为390nm～420nm。

另外，本发明之十三，是在本发明之十所述的光头中，其中，在前述光学元件中采用了本发明之一的光学元件。

另外，本发明之十四，是在本发明之十一所述的光头中，其是前述光学元件以前述准直透镜为基准，配置在物镜一侧的情况，在前述光学元件中采用了本发明之二或者之三的光学元件。

另外，本发明之十五，是在本发明之十四所述的光头中，其中，前述第1电极以及前述第2电极对前述电致发光材料层施加使对应于前述第1电极的前述电致发光材料层部分的透过率比对应于前述第2电极的前述电致发光材料层部分的透过率还要低的电压。

另外，本发明之十六，是在本发明之十一所述的光头中，其是前述光学元件以前述准直透镜为基准，配置在前述激光光源一侧的情况，在前述光学元件中采用了本发明之四或者之五的光学元件。

另外，本发明之十七，是在本发明之十六所述的光头中，其中，前述第1电极以及前述第2电极是对前述电致发光材料层施加使对应于前述第1电极的前述电致发光材料层部分的透过率比对应于前述第2电极的前述电致发光材料层部分的透过率还要低的电压。

另外，本发明之十八，提供一种光信息装置，是对光存储介质进行信号的记录或者播放的光信息装置，包括：旋转驱动前述光存储介质的旋转驱动装置；对前述光存储介质进行信号的记录或者播放的光头，在前述光头中采用了本发明之十的光头。

另外，本发明之十九，提供一种光头的控制方法，是控制包括了：发射激光的激光光源；将从前述激光光源发射的前述激光在光存储介质上聚光的物镜；在前述光源和前述光存储介质间配置的、根据施加的电压其透过率发生变化的光学元件的光头的光头控制方法，所述光头控制方法包括切换步骤，该切换步骤在将信号记录在前述光存储介质中的情况和从前述光存储介质中播放信号的情况之间切换施加给前述光学元件的电压，使得在从前述光存储介质播放信号的情况下比将信号记录在前述光存储介质中的情况下的前述光学元件的透过率还要低。

本发明提供能够将光源的功率设定为量子噪声变得十分低的功率的同时，将盘面功率抑制为不产生光盘的劣化和数据的擦除等的低功率进行播放，在记录时，能直接使用光源的功率，进行记录，而且适于光头的小型化的光学元件、光头、光信息装置以及光头的控制方法。

附图说明

图1是表示关于本发明的实施方式1中的光头的一例的模式图。

图2是表示关于本发明的实施方式1以及2中的光学元件的一例的断面图。

图3是表示在本发明的实施方式1的光学元件中使用的被图案化的ITO膜的一例的图。

图4是表示对本发明的实施方式1中的光学元件的ITO膜施加的电压的图。

图5(a)是表示在本发明的实施方式1中，透过采用了被图案化的ITO膜的光学元件之前的、来自光源的光的空间分布的图；(b)是表示在本发明的实施方式1中，透过采用了被图案化的ITO膜的光学元件之后的、来自光源的光的空间分布的图。

图6是表示在本发明的实施方式1的光学元件中使用的被图案化的ITO膜的其它的例子的图。

图7是表示关于本发明的实施方式2中的光头的一例的模式图。

图8是表示在本发明的实施方式2的光学元件中使用的被图案化的ITO膜的一例。

图9是表示在本发明的实施方式2的光学元件中使用的被图案化的ITO膜的其它的一例。

图10是表示关于本发明的实施方式3中的光信息装置的一例的模式图。

图11是表示关于现有的光头的一例的模式图。

图中：1-光源，2-准直透镜，3-本发明的光学元件，4-偏振光束分离器，5-第1聚光透镜，6-第1光检测器，7-1/4波长板，8-物镜，9-光存储介质，10-圆柱形透镜，11-第2聚光透镜，12-第2光检测器，22-第1ITO膜，23-Ni(OH)₂膜，24-KCI溶液，25-第2ITO膜，27-封闭层，41-光头，42-马达，43-处理电路。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

(第1实施方式)

在实施方式1中，对本发明的光头的一例进行说明。

图1是实施方式1的光头17的构成图。实施方式1的光头17是包括本发明的光学元件的光头。

在图1中，1是光源，2是准直透镜，3是本发明的光学元件，4是偏振光束分离器，5是第1聚光透镜，6是第1光检测器，7是1/4波长板，8是物镜，9是光存储介质，10是圆柱形透镜，11是第2聚光透镜，12是第2光检测器。此处，聚光光学***由准直透镜2和物镜8构成。

另外，处理电路43是为使光学元件3的透过率在播放以及记录时为最适当的值的控制光学元件3的透过率的电路，是进行除此之外的光头的控制的电路。还有，对于处理电路43的详细情况在后述的实施方式3中详细说明。

还有，实施方式1的光学元件3是本发明的光学元件的例子。

此处，光源1由例如GaN系的半导体激光元件(波长390nm～420nm)构成，是对光存储介质9的记录层输出记录/播放用的相干光的光源。还有，因为光源1的波长采用从390nm至430nm为止的短波长，所以能实现高密度记录。

准直透镜2是将从光源1发射的发散光变换为平行光的透镜。

光学元件3是后面详细叙述的根据外部信号透过率发生变化的光学元件。

偏振光束分离器4是对从光源1发射的直线偏振光具有90％的透过率、10％的反射率，另外，对从光源1发射的直线偏振光中直行方向的直线偏振光具有100％反射率的光学元件。

第1聚光透镜5是将从光源1发射的、在偏振光束分离器4被反射的光在第1光检测器6聚光的透镜。

1/4波长板7是将入射的直线偏振光变换为圆形偏振光，将圆形偏振光变换为直线偏振光的光学元件。

物镜8是将光聚光在光存储介质9的记录层的透镜。

圆柱形透镜10是为了利用像散法检测聚焦误差信号，对在光存储介质9反射的光赋予像散的透镜。

第2聚光透镜11是将光存储介质9反射的光在第2光检测器12聚光的透镜。第1、第2光检测器6、12是接收光并将光变换为电信号的装置。

接着，说明这样的本实施方式的动作。

在图1中，从光源1发射的直线偏振的光入射到准直透镜2，并从发散光变换为平行光。被变换的平行光入射到光学元件3，播放时，其光量被衰减，记录时，其光量不被衰减(对此的详细情况后面叙述)。透过了光学元件3的光入射到偏振光束分离器4，其一部分被反射，但大部分透过。

此处，被反射的光经第1聚光透镜5入射到第1光检测器6，第1光检测器6输出用于控制光源1的光量的电信号。另外，透过了偏振光束分离器4的光经1/4波长板7被从直线偏振光变换为圆形偏振光，此圆形偏振的光经物镜8被聚光到光存储介质9上。

接着，从光存储介质9反射的光透过物镜8，经1/4波长板7从圆形偏振光变换为与从光源1发射的直线偏振光的偏振方向垂直的直线偏振光，在偏振光束分离器4被100％反射，经圆柱形透镜10被赋予像散，经第2聚光透镜11入射到第2光检测器12。

第2光检测器12采用像散法，输出表示光存储介质9上光的聚焦状态的聚焦误差信号，另外，输出表示光的照射位置的跟踪误差信号。此种情况下，例如，在播放专用光存储介质的情况下采用相位差法，当记录用光存储介质的情况下采用推挽法(push-pull)得到跟踪误差信号。

图中未表示的焦点控制模块基于聚焦误差信号，通常将物镜8的位置控制在其光轴方向，使得焦点控制模块以光为聚焦的状态下在光存储介质9上聚光。另外，图中未表示的跟踪控制模块基于跟踪误差信号控制物镜8的位置，使得光在光存储介质9上期望的光道上聚光。另外，也能从第2光检测器12得到存储在光存储介质9上的信息。

此处，对光学元件3详细进行叙述。图2表示光学元件3的剖视图。在图2中，21是第1玻璃，22是第1ITO膜，23是Ni(OH)₂膜，24是KCI溶液，25是第2ITO膜，26是第2玻璃，27是封闭层。

在Ni(OH)₂膜23一侧的表面，KCI溶液24被由封闭层27封闭配置。另外，在Ni(OH)₂膜23另一侧的表面，配置了第1ITO膜。然后，在KCI溶液24的与Ni(OH)₂膜23相反一侧的表面上配置了第2ITO膜25。然后，在第1ITO膜以及第2ITO膜25的两侧配置了第1玻璃21以及第2玻璃26。

还有，本实施方式的第1ITO膜22以及第2ITO膜25分别是本发明的第1以及第2透明电极的例子，本实施方式的Ni(OH)₂膜23是本发明的电致发光材料层的例子，本实施方式的KCI溶液是本发明的电解质的例子。

接着，说明这样的光学元件3的动作。

Ni(OH)₂具有电致发光特性，如果从外部给予电能，则用电解质提供的电子产生还原反应，从无色变为褐色，吸收蓝光。另外，如果不从外部给予电能，在电解质之间产生氧化反应，从褐色变为无色。

因此，如果在第1ITO膜22和第2ITO膜25之间施加电压(V1)，则在Ni(OH)₂膜23产生还原反应，光学元件3通过吸收蓝光减小透过率，如果在第1ITO膜22和第2ITO膜25之间停止施加电压，则在Ni(OH)₂膜23产生氧化反应，光学元件3透过率成为100％。即，根据外部施加的电压光学元件3透过率发生变化，使透过光学元件3的光量发生变化。

由此，光学元件3能够在播放时使透过率下降，在记录时使透过率提高。也就是说，本实施方式1的光头尽管不具有在背景技术中说明的以往的光头那样的进行强度滤光器的抽出***的装置，但也能够通过使用光学元件3，在播放时使透过率下降，在记录时使透过率提高。因此，本实施方式1的光头与在背景技术中说明的光头相比，更小型化成为可能。

另外，作为电解质，因为使用了液体的KCI溶液24，与使用固体的电解质的情况相比，当对光学元件3施加电压时，能使光学元件3尽快着色。

此处，通过外部电压使透过率变化，也能实现改变入射光的偏振特性。例如，如果采用液晶形成光学元件3，当施加了某一电压时，维持入射光的直线偏振光的方向，另外，如果施加不同的电压，则能射出和入射光的直线偏振光的方向不同的直线偏振光，如果使用由偏振方向使透过率发生变化的光学元件例如偏振光束分离器，则使光的透过率发生变化是可能的。但是，由于从光源1发射的光的偏振方向依赖于外部温度和射出功率导致旋转，所以利用了偏振特性的透过率的改变没有稳定性。但是，本发明的光学元件3和偏振特性没有关系，因为是使膜本身的透过率变化，所以是非常安定的。

还有，在控制光源1使从光源1发射的光的偏振方向稳定的情况下，作为用于本实施方式1的光头的光学元件3，也可以使用通过改变液晶等的入射的光的偏振特性来使透过率发生变化的液晶等的元件。总之，用于本发明的光学元件只要是通过控制施加的电压从而透过率发生变化的元件即可。

如上述这样，通过将本实施方式1的光学元件3用于光头，能够将光源1的功率设定为量子噪声变得十分低的功率的同时，通过降低光学元件3的透过率，将盘面功率抑制为不产生光存储介质的劣化和数据的擦除等的低功率进行播放。在记录时，通过使光学元件3的透过率为100％，能直接使用光源1的功率进行记录。另外，因为通过来自外部的电信号变换透过率，所以容易进行光头的小型化。此外，采用电致发光材料的膜构成光学元件的情况下，因为是使膜本身的透过率变化，所以是非常安定的。

还有，在本实施方式1中，作为ITO膜22、ITO膜25，采用了没有被图案化的、具有一样构造的膜，但并不限定于此，作为ITO膜22以及ITO膜25之中的任意一个，也能采用被图案化的、具有不一样构造的膜。

通过将图案化的、具有不一样构造的ITO膜用于光学元件3，除了具有上述实施方式1的效果之外，进一步，还够得到使在光存储介质9上聚光的光的点径更小，从而使光存储介质9的信号的记录密度提高的效果。

图3表示将被图案化的、具有不一样构造的ITO膜的例子作为ITO膜60的情况。

ITO膜60包括第1电极61、第2电极62以及绝缘层63。第1电极61的形状是圆形。另外，绝缘膜63是和此第1电极具有公共中心的圆形，配置为包围第1电极61这样。还有，第2电极62配置为包围绝缘层63这样。也就是说，ITO膜60具有在圆形的第1电极61的周围配置绝缘膜63，并将第2电极62配置为包围绝缘膜63这样的构造。

将第1电极61设为圆形的理由是因为如图1所示，光学元件3是被配置在和准直透镜2的光源1相反的一侧。即，来自光源1的光的光束通过了准直透镜2之后成为圆形的光束的缘故。为了和此圆形的光束吻合，使第1电极61为圆形。

因为在第1电极61和第2电极62之间配置了绝缘层63，所以第1电极61和第2电极62是电绝缘的。因此，如果对第1电极61和第2电极62施加不同的电压，则成为在Ni(OH)₂膜23上，对和第1电极61对应的部分以及和第2电极62对应的部分施加不同的电压。这样的ITO膜60包括能对Ni(OH)₂膜23施加不同的电压的多个电极。

然后，通过第1电极61和第2电极62对Ni(OH)₂膜23施加不同的电压，能使当Ni(OH)₂膜23着色时的透过率分布为在空间上是不一样的。

在图4中表示当在光存储介质9上记录信号的情况和播放在光存储介质9中记录的信号的情况下，对第1电极61、第2电极62、ITO膜22以及ITO膜25之中没有形成第1电极61以及第2电极62的ITO膜施加怎样的电压。还有，在以下的说明中，将ITO膜22以及ITO膜25之中没有形成第1电极61以及第2电极62的ITO膜称为其它ITO膜。

另外，在图4中记载的各电压值是以其它ITO膜为基准，以和其他ITO膜的电压的差量的绝对值来记载的。

在记录时，如图4所示，对第1电极61施加C伏特的电压，对第2电极62施加D伏特的电压，对其它ITO膜施加0伏特的电压。另外，在播放时，如图4所示，对第1电极61施加A伏特的电压，对第2电极62施加B伏特的电压，对其它ITO膜施加0伏特的电压。

此处，对第1电极61以及第2电极62施加电压，使得图4中所示的A、B、C、D满足以下的关系。

(数1)

C＞D

A＞B

C＜A

D＜B

即，在记录时，因为根据数1，C＞D的关系成立，所以对与第1电极61对应的Ni(OH)₂膜23的部分施加的电压比与第2电极62对应的Ni(OH)₂膜23的部分的电压要大。因此，与第1电极61对应的Ni(OH)₂膜23的部分比与第2电极62对应的Ni(OH)₂膜23的部分着色程度变高，即，透过率变低。

在播放时，因为根据数1，A＞B的关系成立，所以对与第1电极61对应的Ni(OH)₂膜23的部分施加的电压比与第2电极62对应的Ni(OH)₂膜23的部分的电压要大。因此，和记录时同样，与第1电极61对应的Ni(OH)₂膜23的部分比与第2电极62对应的Ni(OH)₂膜23的部分着色程度变高，即，透过率变低。

但是，因为根据数1，C＜A的关系成立，所以与第1电极61对应的Ni(OH)₂膜23的部分，在播放时施加的电压比记录时要大。因此，与第1电极61对应的Ni(OH)₂膜23的部分在播放时着色的程度比记录时变高，即透过率变低。另外，因为根据数1，D＜B的关系成立，所以与第2电极62对应的Ni(OH)₂膜23的部分在播放时施加的电压比记录时要大。因此，与第2电极62对应的Ni(OH)₂膜23的部分在播放时着色的程度比记录时变高，即透过率变低。

第1电极61和第2电极62以及其它ITO膜因为在记录时和播放时，如以上这样对Ni(OH)₂膜23施加电压，所以光学元件3在播放时以及在记录时的两种情况下，中心部分比周边部分透过率变低，因此，光学元件3的各部分的透过率在播放时比在记录时变低。

在图5(a)中表示如图4以及数1所示的、对第1电极61、第2电极62以及其它ITO膜施加了电压的情况下，通过光学元件3之前的来自光源1的光的功率的分布，在图5(b)中表示如图4以及数1所示那样、对第1电极61、第2电极62以及其它ITO膜施加了电压的情况下，通过了光学元件3之后的来自光源1的光的功率分布。在图5(a)以及图5(b)中，横坐标表示在来自光源的光的光束剖面上的位置，纵坐标表示光的功率。但是，图5(a)以及图5(b)是测量的记录时的光的结果。

另外，来自光源1的光的光束在光学元件3中的剖面，其中心和第1电极61的中心一致，另外，来自光源1的光的光束在光学元件3中，剖面的直径比第1电极61的直径大，来自光源1的光在光学元件3中，剖面的周边部分预先进行图1所示的光源1和准直透镜2等的调整，使也能通过第2电极62。

从图5(a)中看出，来自光源1的光的光束在光学元件3中的剖面中心的位置c处，功率最大，随着远离位置c，功率下降。

与此相对，从图5(b)中看出，在包括来自光源1的光的光束在光学元件3的剖面中心的位置c的与第1电极61对应的部分、与图5(a)相比，功率变小。即，通过了光学元件3的光的光束与周边部分相比，中心部分的功率下降。

这样，通过使通过了光学元件3的光的光束的中心部分的功率下降，能使来自光源1的光在光存储介质9上聚光时光的点径更小。即，通过使用采用了图3所示的ITO膜60的光学元件3，能够在光存储介质9上使来自光源1的光在更小的范围聚光。

播放时，将通过了光学元件3的光的全部，使其功率比记录时还要大幅衰减的同时，和记录时同样地，特别使通过了光学元件3的光的光束的中心部分和周边部分相比，功率大幅衰减。

因此，播放时也和记录时同样地，通过使通过了光学元件3的光的光束中心部分的功率下降，能够使来自光源1的光在光存储介质9被聚光时光的点径更小。即，通过使用采用了图3所示的ITO膜60的光学元件3，能够在光存储介质9上使来自光源1的光在更小的范围聚光。

如以上说明所述，利用图2所示的ITO膜22以及ITO膜25的任意一个、图3所示的ITO膜60，在记录时和播放时，通过施加图4以及数1所示的电压，除了上述实施方式的效果之外，还能得到使来自光源1的光在光存储介质9的更小区域上聚光的效果，能使本实施方式1的光头的分辨率提高，因此，能实现在光存储介质9上更高密度的信号的记录和播放。

另外，当将图3的ITO膜60用于光学元件3情况下，在将光学元件3配置在图1的光头上，使得来自光源1的光的光束的中心在通过光学元件3时与ITO膜60的第1电极61的中心一致时，必须预先决定其位置。但是，在制造图1的光头时，只要决定了光学元件3等的位置并充分固定，在记录时和播放时，就没有必要再次调整配置光学元件3的位置。

与此相对，作为以往的光头的强度滤光器52，假设使用中心附近的透过率比周边部分低的强度滤光器52的情况下，在记录时和播放时，当将强度滤光器52***在来自光源1的光的光束的中间时，有必要不断地使强度滤光器52的中心和来自光源1的光的光束的中心正确地进行位置配合。

因此，除了抽出***强度滤光器52的装置是必要的，使强度滤光器52和来自光源1的光的光束进行位置配合的机构也是必要的。由此，为了使和采用了图3的ITO膜60的光学元件30同样的功能在以往的光头上实现，由于还必需位置决定机构，所以使小型化以往的光头变得越来越困难。这样，当将图3的ITO膜60用于光学元件3的情况下，与以往的光头相比，从小型化这样的观点来看的话，本实施方式的光头和以往的光头相比是非常有利的。

还有，上面是以被图案化的、具有不一样构造的ITO膜的例子对图3所示的ITO膜60进行了说明，但并不限于此。作为被图案化的、具有不一样构造的ITO膜，采用图6所示的ITO膜70也能够得到和采用图3所示的ITO膜时同样的效果。

在图6中，ITO膜70包括：第1电极61、第2电极62、第3电极65以及第4电极66、第1绝缘层67、第2绝缘层68以及第3绝缘层69。

第1电极61的形状是圆形。另外，第1绝缘层67是与此第1电极61具有公共中心的圆形，配置为包围第1电极61。另外，第3电极65是与第1电极61具有公共中心的圆形，配置为包围第1绝缘层67。另外，第2绝缘层68是与第1电极61具有公共中心的圆形，配置为包围第3电极65。此外，第4电极66是与第1电极61具有公共中心的圆形，配置为包围第2绝缘层68。另外，第3绝缘层69是与第1电极61具有公共中心的圆形，配置为包围第4电极66。另外，第2电极62配置为包围第3绝缘层69。

即，图6的ITO膜70在第1电极61和第2电极62之间还进一步包括一个或者多个同心圆形状的电极。即，图6的ITO膜70由于各电极是通过各绝缘层被电气绝缘的，所以具有能对Ni(OH)₂膜23施加不同电压的多个电极。

因此，将图6的ITO膜50用于光学元件3的ITO膜22以及ITO膜25的任意一个，而且在记录时以及播放时，和图4的ITO膜60同样地，通过从各电极对Ni(OH)₂膜23施加电压，因为能使通过了光学元件3的光的光束之中中心部分的功率下降，所以能够得到与将图4的ITO膜60用于光学元件3时同样的效果。

还有，如果在第1电极61和第2电极62之间配置的电极是具有与第1电极61公共的中心的话，其个数没有限定。

(实施方式2)

接着，参照附图说明本发明的实施方式2。实施方式2和上述的实施方式1不同的点是关于光学元件3的配置不同这点。除此之外，实施方式2和实施的实施方式1是同样的。因此，在本实施方式2中，对于没有特别说明的部分，视为与实施方式1相同，省略其说明。即，在本实施方式2中，对于和实施方式1采用同一符号的构成部件，如果没有特别说明，则认为是具有和实施方式1同样功能的部件。

图7是在本发明的实施方式2中光头的构成图。

图7所示的本实施方式2的光头在光学元件3配置在准直透镜2和光源1之间这点上和图1所示的实施方式1的光头不同。除此之外，本实施方式2的光头与图1所示的实施方式1的光头是同样的。

接着，说明这样的本实施方式2的动作。

在图7中，从光源1发射的直线偏振光的光入射到光学元件3，播放时，其光量被衰减，记录时其光量不被衰减(对此，在实施方式1中有叙述)。

透过了光学元件3的光入射到准直透镜2，由发散光变换为平行光。此变换了的平行光入射到偏振光束分离器4，其一部分被反射，但大部分被透过。

此处，被反射的光经第1聚光透镜5入射到第1光检测器6，第1光检测器6输出用于控制光源1的光量的电信号。另外，透过了偏振光束分离器4的光经1/4波长板7被从直线偏振光变换为圆形偏振光，此圆形偏振的光由物镜8聚光于光存储介质9。

接着，从光存储介质9反射的光透过物镜8，经1/4波长板7被从圆形偏振光变换为与发射的直线偏振光的偏振方向垂直的直线偏振光，在偏振光束分离器4被100％反射，通过像散透镜10赋予像散，经第2聚光透镜11入射到第2光检测器12。

第2光检测器12采用像散法输出表示光存储介质9上光的聚焦状态的聚焦误差信号，另外，输出表示光的照射位置的跟踪误差信号。此种情况下，例如，当是播放专用光存储介质时，采用相位作成法，当是记录用光存储介质时，通过推挽法得到跟踪误差信号。

图中未表示的焦点控制模块基于聚焦误差信号，通常将物镜8的位置控制在其光轴方向，使得焦点控制模块以光为聚焦的状态下在光存储介质9上聚光。另外，图中未表示的跟踪控制模块基于跟踪误差信号控制物镜8的位置，使得光在光存储介质9上期望的光道上聚光。另外，也能从第2光检测器12得到存储在光存储介质9上的信息。

此处，和实施方式1的光头不同之处在于光学元件3被配置在准直透镜2和光源1之间，也就是光学元件3被配置于发散光中。此处，对于当光学元件3的厚度为t，平均折射率为n时，与将光学元件3配置于平行光中相比，将光学元件3配置于发散光中时，光学元件3更能实现小型化这点进行说明。

如果将光学元件3放置于发散光中，与放置于平行光中时相比，从准直透镜2开始至物镜8为止的距离只能缩短t。另外，与将光学元件3放置于平行光中的情况相比，将光学元件3放置于发散光中时，从光源1开始至准直透镜2为止的距离只延长(n-1)t。因此作为光头全体，仅能使长度缩短(2-n)t。例如，因为光学元件3多数是由玻璃构成的，假设光学元件3的折射率n为1.5左右，则光头的长度仅能缩短0.5t。

接着，考虑使在实施方式1中的最佳偏振特性变化的透过率可变光学元件的情况。能改变偏振特性的光学元件，其光学元件本身具有双折射作用。因此，根据此双折射，如果配置于发散光中，则产生像散。如果此像散不变化，则在组装光头时，只要加进取消像散的方法即可，但因为使透过率变化就是使光学元件的双折射变化，由于是配置在了发散光中，所以导致产生像散变化，这点成为问题。

对此，本实施方式2的光学元件3没有偏振特性，也就是因为不使偏振特性变化，所以即使配置于发散光中也不产生像散。即，本实施方式2的光学元件3虽然配置于发散光中，但却是有利的。另外，本实施方式2的光学元件3因为也能使用有限光学***，所以使光头的小型化以及低成本化成为可能。

通过使用此光学元件3，播放时，能够使光源1的功率设定为量子噪声变得十分低的功率的同时，通过使光学元件3的透过率下降，能够使盘面功率抑制为不产生光存储介质的劣化和数据的擦除等的低功率进行播放，在记录时，通过使光学元件3的透过率设为100％，能直接使用光源1的功率进行记录。另外，由于由来自外部的电信号切换透过率，所以进行光头的小型化是容易的。还有，当采用电致发光材料的膜构成光学元件3的情况下，因为膜本身的透过率变化，所以可以配置于发散光中，并适于更进一步的光头的小型化。即，通过在光头的发散光中配置光学元件3，可以实现光头的更进一步的小型化。

还有，在本实施方式2中，作为ITO膜22、ITO膜25，虽然采用了没有被图案化的、具有一样的构造的膜，但并非限于此。作为ITO膜22以及ITO膜25之中的任意一个，也能采用被图案化的、具有不一样构造的膜。

图8表示被图案化的、具有不一样构造的ITO膜80。ITO膜80包括：椭圆形状的第1电极81、具有与第1电极81公共的中心且配置为包围第1电极81的绝缘层83、配置为包围绝缘层83的第2电极。

在图8的ITO膜80中，使第1电极81等为椭圆形状的理由如下。

即，在本实施方式2中，如在图7中说明的那样，光学元件3配置于准直透镜2的光源1一侧。因此，来自光源1的光的光束直到入射到准直透镜2为止，在与前进方向垂直的剖面上是椭圆形状。因此，由于，与前进方向垂直的剖面为椭圆形状的光的光束入射在光学元件3上，所以为了适应此光束的形状，使第1电极81等为椭圆形状。除此以外，和利用图3等说明的ITO膜60是同样的，所以省略其说明。

此外，代替图8的ITO膜80，采用图9所示的ITO膜100也可以。

在图9中，ITO膜100包括：第1电极81、第2电极82、第3电极95、第4电极96、以及第1绝缘层97、第2绝缘层98、第3绝缘层99。

第1电极81的形状是椭圆形状。另外，第1绝缘层97是与此第1电极81具有公共中心的椭圆形状，配置为包围第1电极81。另外，第3电极95是与第1电极81具有公共中心的椭圆形状，配置为包围第1绝缘层97。另外，第2绝缘层98是与第1电极具有公共中心的椭圆形状，配置为包围第3电极95。第3绝缘层99是与第1电极81具有公共中心的椭圆形状，配置为包围第4电极96。另外，第4电极96是与第1电极81具有公共中心的椭圆形状，配置为包围第3绝缘层99。另外，第2电极82配置为包围第3绝缘层99。

即，图9的ITO膜100在第1电极81和第2电极82之间还进一步包括一个或者多个同心椭圆形状的电极。即，图9的ITO膜100由于其各电极由各绝缘层实现电绝缘的，所以具有能对Ni(OH)₂膜23施加不同的电压的多个电极。

在图9的ITO膜100中的第1电极81等为椭圆形状的理由，与对在图8中的ITO膜80说明的理由是同样的。

除此之外和利用图6等说明的ITO膜70是同样的，所以省略其说明。

还有，在本实施方式中，是对将光学元件3配置在光头的光源1和准直透镜2之间，即将光学元件3配置在光头的发散光中的情况进行了说明，但并不限定于此。将光学元件3配置于光头的光存储介质9和物镜8之间，即将光学元件3配置在光头的会聚光中也可以。

还有，在本实施方式中，对光源1的波长采用了从390nm开始至420nm为止的短波长进行了说明，但作为光源1的波长采用390nm至420nm的波长以外的波长也可以。

此外，在上述实施方式1以及2中，光学***是偏振光学***，但采用无偏振光学***也没有任何问题。

另外，在本实施方式中，对采用Ni(OH)₂膜23的情况进行了说明，但并不限于此。代替本实施方式的Ni(OH)₂膜23，采用如果施加电压则具有着色性质的其它电致发光材料也可以。

即，在本实施方式中，作为电致发光材料采用了Ni(OH)₂膜23，这是作为电致发光材料、通过还原反应着色的材料。由此，通过采用由还原反应着色的材料作电致发光材料，能根据从外部施加的电压，改变电致发光材料的透过率，使透过光学元件的光量变化。但是，作为电致发光材料不限于由还原反应着色的材料，采用由氧化反应着色的材料也没有任何问题。通过作为电致发光材料通过采用由氧化反应着色的材料，能根据从外部施加的电压，改变电致发光材料层的透过率，使透过光学元件的光量变化。

另外，作为电解质采用了液体，但采用固体电解质也没有任何问题。作为电解质采用固体电解质的情况下，和作为电解质采用液体的情况相比，能使光学元件3的厚度变薄。

(实施方式3)

在实施方式3中，对于本发明的光信息装置的一例进行说明。实施方式3的光信息装置是对光存储介质进行信号的记录及播放的装置。

图10模式地表示实施方式3的光信息装置40的构成。光信息装置40包括光头41、作为旋转驱动模块的马达42、作为控制模块的处理电路43。光头41是在实施方式1中说明的光头。

对于光头41，因为和在实施方式1中说明的光头是同样的，所以省略重复的说明。

接着，对光信息装置40的动作进行说明。

首先，如果在光信息装置40上安装了光存储介质9，处理电路43输出使马达42旋转的信号，使马达42旋转。接着，处理电路43驱动光源1发射光，根据来自第1光检测器6的输出，控制光源1的光量。另外，处理电路43控制光学元件3的透过率使光学元件3的透过率为在播放以及记录时的最适当的值。

从光源1发射的光在光存储介质9被反射，入射到第2光检测器12。第2光检测器12向处理电路43输出表示光存储介质9上光的聚焦状态的聚焦误差信号和表示光的照射位置的跟踪误差信号。基于这些信号，处理电路43输出控制物镜8的信号，由此，使从光源1发射的光在光存储介质9上所期望的光道上聚光。另外，处理电路43基于从第2光检测器12输出的信号，播放存储在光存储介质9上的信息。

因为作为以上这样的光头采用了本实施方式的第1光头，所以能构成光信息装置40，该光信息装置40能在播放时将光源1的功率设定为量子噪声变得十分低的功率，同时，通过使本发明的光学元件3的透过率下降，使盘面功率抑制为不产生光存储介质的劣化和数据擦除等的低功率进行播放，而在记录时，通过使光学元件3的透过率设为100％，能直接使用光源1的功率进行记录。

另外，因为能使光源的量子噪声减小进行播放，所以能够构成可得到安定的控制信号或播放信号的光信息装置。

另外，由于是由来自外部的电信号切换透过率使容易实现光头的小型化，因此也适用于光信息装置的小型化。

另外，对作为光头采用了实施方式1的光头进行了说明，但采用在实施方式2中叙述的光头也没有任何问题。

另外，物镜采用了单透镜，但采用具有高NA的组透镜也没有任何问题。另外，由于如果采用高NA的透镜，使实现更高密度成为可能，对于光源的噪声的播放信号的安定性变得严格，所以本发明是非常有用的。

以上，对于本发明的实施方式举例进行了说明，但本发明并非限定于上述实施方式，也能适用于基于本发明的技术思想的其它的实施方式。

另外，在上述实施方式中，显示了无限***的光头，但也可以是不使用准直透镜的有限***的光头。

另外，在上述实施方式中，只对由光记录信息的光存储介质进行了叙述，但不用说，对于由光及磁记录信息的光存储介质，如果采用本实施方式的光学元件，当然也能够得到同样的效果。

另外，在上述实施方式中，对于光存储介质为光盘的情况进行了说明，但也能适用于卡式的光存储介质等、实现类似的功能的光学信息装置中。

(在工业上使用的可能性)

关于本发明的光学元件、光头、光信息装置以及光头的控制方法具有效果为：能够将光源的功率设定为量子噪声变得十分低的功率的同时，将盘面功率抑制为不产生光盘的劣化和数据的擦除等的低功率来进行播放，并在记录时，能直接使用光源的功率进行记录，而且适用于光头的小型化，作为用于光信息处理或者光通信等的光学元件、光头、光信息装置以及光头的控制方法等是非常有用的。

Claims (19)

1、一种光学元件，包括：

根据施加的电压透过率发生变化的电致发光材料层；

在所述的电致发光材料层的一侧的表面上配置的电解质；

在所述电致发光材料层的另外一侧的表面上配置的第1透明电极；和

在所述电解质的与所述电致发光材料层相反一侧的表面上配置的第2透明电极，

所述第1透明电极以及第2透明电极之中至少任一个包括能对所述电致发光材料层施加不同电压的多个电极。

2、根据权利要求1所述的光学元件，其中，

所述多个电极包括圆形的第1电极和配置为包围所述第1电极的第2电极。

3、根据权利要求2所述的光学元件，其中，

所述多个电极还包括在所述第1电极和所述第2电极间的一个或者多个同心圆形状的电极。

4、根据权利要求1所述的光学元件，其中，

所述多个电极包括椭圆形状的第1电极和配置为包围所述第1电极的第2电极。

5、根据权利要求4所述的光学元件，其中，

所述多个电极还包括在所述第1电极和所述第2电极之间的一个或者多个同心椭圆形状的电极。

6、根据权利要求1所述的光学元件，其中，

所述电解质是液体。

7、根据权利要求1所述的光学元件，其中，

所述电解质是固体。

8、根据权利要求1所述的光学元件，其中，

所述电致发光材料层采用了由氧化反应着色的材料。

9、根据权利要求1所述的光学元件，其中，

所述电致发光材料层采用了由还原反应着色的材料。

10、一种光头，包括：

发射激光的激光光源；

将从所述激光光源发射的所述激光在光存储介质聚光的物镜；和

在所述光源和所述光存储介质之间配置的、根据施加的电压透过率发生变化的光学元件，

在将信号记录在所述光存储介质中的情况和从所述光存储介质播放信号的情况之间切换施加给所述光学元件的电压，使得在从所述光存储介质播放信号的情况下比将信号记录在所述光存储介质的情况下的所述光学元件的透过率还要低。

11、根据权利要求10所述的光头，其中，包括：

在所述物镜和所述激光光源之间配置的、将从所述激光光源发射的所述激光变换为平行光的准直透镜，

所述光学元件以准直透镜为基准，配置于所述激光光源一侧或者所述物镜一侧。

12、根据权利要求10所述的光头，其中，

所述激光光源的波长为390nm至420nm。

13、根据权利要求10所述的光头，其中，

在所述光学元件中采用了权利要求1所述的光学元件。

14、根据权利要求11所述的光头，是所述光学元件以所述准直透镜为基准，配置在物镜一侧的情况，

在所述光学元件中采用了权利要求2或者3所述的光学元件。

15、根据权利要求14所述的光头，其中，

所述第1电极以及所述第2电极对所述电致发光材料层施加使对应于所述第1电极的所述电致发光材料层部分的透过率比对应于所述第2电极的所述电致发光材料层部分的透过率还要低的电压。

16、根据权利要求11所述的光头，是所述光学元件以所述准直透镜为基准，配置于所述激光光源一侧的情况，

在所述光学元件中采用了权利要求4或者5所述的光学元件。

17、根据权利要求16所述的光头，其中，

所述第1电极以及所述第2电极对所述电致发光材料层施加使对应于所述第1电极的所述电致发光材料层部分的透过率比对应于所述第2电极的所述电致发光材料层部分的透过率还要低的电压。

18、一种光信息装置，是对光存储介质进行信号的记录或者播放的光信息装置；包括：

旋转驱动光存储介质的旋转驱动装置；和

对所述光存储介质进行信号的记录或者播放的光头，

在所述光头中采用了权利要求10所述的光头。

19、一种光头的控制方法，是控制光头的光头控制方法，所述光头包括了：

发射激光的激光光源；

将从所述激光光源发射的所述激光在光存储介质聚光的物镜；和

在所述光源和所述光存储介质之间配置的、根据施加的电压透过率发生变化的光学元件；

所述光头控制方法包括切换步骤，该切换步骤在将信号记录在所述光存储介质中的情况和从所述光存储介质中播放信号的情况之间切换施加给所述光学元件的电压，使得在从所述光存储介质播放信号的情况下比将信号记录在所述光存储介质中的情况下的所述光学元件的透过率还要低。

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