JP2009054249A - 効率可変回折素子、光ピックアップ及び光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、回折格子ＤＰの回折効率を迅速に切り替えることができる。
【解決手段】効率可変回折素子３０は、回折格子ＤＰの周囲を撥水層３８で囲んで形成された空洞ＡＲ内に電解水Ｌ１及びシリコンオイルＬ２を充填し、電圧の印加によって撥水層３８に生じる静電エネルギーによって当該撥水層３８のぬれ性を変化させる、いわゆるエレクトロウェッティング作用を利用し、非相溶でなる電解水Ｌ１及びシリコンオイルＬ２と、撥水層３８との３相の界面エネルギーＥの関係を変化させ、電圧の印加に応じて回折格子ＤＰに対して接触する液体を電解水Ｌ１又はシリコンオイルＬ２に選択的にかつ迅速に切り替えることにより、回折格子ＤＰに接触する領域の屈折率を電圧の印加に応じて変化させるようにした。
【選択図】図６

Description

本発明は、効率可変回折素子、光ピックアップ及び光ディスク装置に関し、例えば光ディスクに対して再生及び記録の両方を行い得る光ディスク装置に適用して好適なものである。

従来、光ピックアップでは、レーザダイオードから発射される光ビームを光ディスクに照射することにより、光ディスクから情報を読み出す読出処理及び光ディスクに対して情報を記録する記録処理を実行する。一般的に光ピックアップでは、読出処理時と比較して大きい照射光量が求められる記録処理時に合わせてレーザダイオードの定格が選定される。

この光ピックアップでは、読出処理時には、既存の記録内容を破壊しないよう、レーザダイオードの出力を極めて低下させて使用する必要が生じる。ここで、一般的にレーザダイオードは、出力を小さくして使用すると、出射する光ビームの光量に対するノイズの割合が増大することが知られている。従って単にレーザダイオードの出力を小さくして使用することにより光ディスクに対する照射光量を小さくすると、光ビームにおけるノイズが増大してしまう。

そこで液晶を用いた光学素子によって、記録処理及び読出処理に応じて透過率を変化させることにより、読出処理時における光ビームのノイズを抑制するようになされた光ピックアップがある（例えば、特許文献１参照）。

この光ピックアップでは、記録処理時には光ビームの殆ど全てを透過させて大きな照射光量を確保しつつ、読出処理時にはレーザダイオードを高出力で使用しつつ光ビームの一部を遮断することにより光ビームの光量を小さくするようになされている。
特開２００２−２６０２７２公報

ところで一般的に光ピックアップでは、情報を光ディスクに記録する際に、読出処理によって光ディスクからアドレス情報などを読み出しながら記録処理によって光ディスクに情報を記録するため、記録処理及び読出処理の切り替えを迅速に行う必要がある。

しかし上述した光学素子では、液晶を使用するため応答性が悪く、記録処理及び読出処理の切り替えに応じてその透過率を迅速に切り替えることができない。

ここで一般的に、回折格子を有する回折素子は、その回折格子に応じて光ビームの一部を回折光ビームとして回折させる一方、残りを０次光ビームとして透過させる。従って回折素子は、回折格子の形状によって０次光ビームの割合（すなわち回折効率）を調整することにより、回折素子を通過する光ビームの透過率を自由に設定することができる。

そこでこの回折素子における回折効率を切り替えることができれば、記録処理及び読出処理に応じて光ビームの透過率を切り替えられるとも考えられるが、この回折効率は回折格子の形状と当該回折格子と接する物質との屈折率差によって決定される固定値であるため、回折素子における回折効率を切り替えるといったことはできなかった。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、回折効率を迅速に切り替えることができる効率可変回折素子、及び当該効率可変回折素子を用いた光ピックアップ及び光ディスク装置を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明の効率可変回折素子においては、光ビームを回折させるための回折格子を有する回折面と、回折面と共に空洞を形成し、光ビームが通過しない非通過面と、空洞に充填され、導電性を有する第１の液体と、少なくとも回折面が有する凹凸を覆うだけの容積を有すると共に、回折面の少なくとも一部と接触するように空洞に充填され、第１の液体と非相溶かつ当該第１の液体とは異なる屈折率を有し、絶縁性でなる第２の液体と、第１の液体に通電する第１の電極と、非通過面において、光ビームを囲むように帯状に設けられた第２の電極と、第２の電極の上から非通過面を覆って当該非通過面の表面を構成し、第１及び第２の電極に電圧が印加されない状態では第１の液体に対する親和性が第１及び第２の液体間の親和性よりも低く、第１及び第２の電極に電圧が印加されると、第１の電極を介して通電した第１の液体と第２の電極とから電圧が加えられることにより第１の液体に対する親和性を第１及び第２の液体間の親和性よりも向上させる親和性変更層とを設け、第１の液体は、第１及び第２の電極に電圧が印加されない状態では親和性変更層との接触面積を減少させるために第２の液体との界面を中央が突出するよう湾曲させて回折面に接触する一方、第１及び第２の電極に電圧が印加されると、親和性変更層との接触面積を増大させるために界面における曲率を緩和して回折面と接触しないようにした。

これにより、電圧が印加されない状態では第１の液体を回折面に接触させ、電圧が印加された状態では第１の液体とは屈折率の異なる第２の液体を回折面に接触させることができるため、電圧の印加に応じて回折面と接触する領域の屈折率を変化させて回折効率を変化させることができる。

また本発明の光ピックアップにおいては、光ビームを出射する光源と、光ビームを回折させるための回折格子を有する回折面と、回折面と共に空洞を形成し、光ビームが通過しない非通過面と、空洞に充填され、導電性を有する第１の液体と、少なくとも回折面が有する凹凸を覆うだけの容積を有すると共に、回折面の少なくとも一部と接触するように空洞に充填され、第１の液体と非相溶かつ当該第１の液体とは異なる屈折率を有し、絶縁性でなる第２の液体と、第１の液体に通電する第１の電極と、非通過面において、光ビームを囲むように帯状に設けられた第２の電極と、第２の電極の上から非通過面を覆って当該非通過面の表面を構成し、第１及び第２の電極に電圧が印加されない状態では第１の液体に対する親和性が第１及び第２の液体間の親和性よりも低く、第１及び第２の電極に電圧が印加されると、第１の電極を介して通電した第１の液体と第２の電極とから電圧が加えられることにより第１の液体に対する親和性を第１及び第２の液体間の親和性よりも向上させる親和性変更層とを有し、第１の液体が、第１及び第２の電極に電圧が印加されない状態では親和性変更層との接触面積を減少させるために第２の液体との界面を中央が突出するよう湾曲させて回折面に接触する一方、第１及び第２の電極に電圧が印加されると、親和性変更層との接触面積を増大させるために界面における曲率を緩和して回折面と接触しない効率可変回折素子と、効率可変回折素子に対して電圧を印加する電圧印加部と、効率可変回折素子を通過した光ビームを集光して光ディスクに照射する対物レンズとを設けるようにした。

これにより、電圧が印加されない状態では第１の液体を回折面に接触させ、電圧が印加された状態では第１の液体とは屈折率の異なる第２の液体を回折面に接触させることができるため、電圧の印加に応じて回折面と接触する領域の屈折率を変化させて回折効率を変化させることができる。

さらに本発明の光ディスク装置においては、 光ビームを出射する光源と、光ビームを回折させるための回折格子を有する回折面と、回折面と共に空洞を形成し、光ビームが通過しない非通過面と、空洞に充填され、導電性を有する第１の液体と、少なくとも回折面が有する凹凸を覆うだけの容積を有すると共に、回折面の少なくとも一部と接触するように空洞に充填され、第１の液体と非相溶かつ当該第１の液体とは異なる屈折率を有し、絶縁性でなる第２の液体と、第１の液体に通電する第１の電極と、非通過面において、光ビームを囲むように帯状に設けられた第２の電極と、第２の電極の上から非通過面を覆って当該非通過面の表面を構成し、第１及び第２の電極に電圧が印加されない状態では第１の液体に対する親和性が第１及び第２の液体間の親和性よりも低く、第１及び第２の電極に電圧が印加されると、第１の電極を介して通電した第１の液体と第２の電極とから電圧が加えられることにより第１の液体に対する親和性を第１及び第２の液体間の親和性よりも向上させる親和性変更層とを有し、第１の液体が、第１及び第２の電極に電圧が印加されない状態では親和性変更層との接触面積を減少させるために第２の液体との界面を中央が突出するよう湾曲させて回折面に接触する一方、第１及び第２の電極に電圧が印加されると、親和性変更層との接触面積を増大させるために界面における曲率を緩和して回折面と接触しない効率可変回折素子と、第１及び第２の電極に対して電圧を印加する電圧印加部と、効率可変回折素子を通過した光ビームを集光して光ディスクに照射する対物レンズと、電圧印加部を制御する電圧制御部とを設けるようにした。

これにより、電圧が印加されない状態では第１の液体を回折面に接触させ、電圧が印加された状態では第１の液体とは屈折率の異なる第２の液体を回折面に接触させることができるため、電圧の印加に応じて回折面と接触する領域の屈折率を変化させて回折効率を変化させることができる。

本発明によれば、電圧が印加されない状態では第１の液体を回折面に接触させ、電圧が印加された状態では第１の液体とは屈折率の異なる第２の液体を回折面に接触させることができるため、電圧の印加に応じて回折面と接触する領域の屈折率を変化させて回折効率を変化させることができ、かくして回折効率を迅速に切り替えることができる効率可変回折素子、及び当該効率可変回折素子を用いた光ピックアップ及び光ディスク装置を実現できる。

以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。

（１）光ディスク装置の全体構成
図１において、１は全体として光ディスク装置を示しており、ＣＰＵ(Central Processing Unit)と、各種プログラムなどが格納されるＲＯＭ(Read Only Memory)と、当該ＣＰＵのワークメモリとしてのＲＡＭ(Random Access Memory)とを有する制御部２が光ディスク装置１の各部を制御するようになされている。

制御部２は、例えばＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＢＤ（Blu-ray Disc、登録商標）でなる光ディスク１００から情報を読み出す読出処理及び光ディスク１００に対して情報を記録する記録処理を実行する。

ここで制御部２は、光ディスク１００に記録された情報を読み出して再生する再生モード及び光ディスク１００に対して情報を記録する記録モードを有しており、図示しない操作部を介したユーザの操作入力に応じて、再生モード及び記録モードを切り替えるようになされている。

制御部２は、再生モードにおいて光ディスク１００に対して読出処理を実行する。一方制御部２は、記録モードにおいて、読出処理によって光ディスク１００に記録されたアドレス情報を読み出すことにより光ディスク１００における記録位置を逐次確認しながら光ディスク１００に対する記録処理を実行する。すなわち制御部２は、記録モードにおいて光ディスク１００に対する読出処理と記録処理を随時切り替えて実行するようになされている。

実際上、制御部２は、サーボ回路３を介してスピンドルモータ４を回転させ、ターンテーブル（図示せず）に載置された光ディスク１００を回転駆動する。また制御部２は、サーボ回路３を介して送りモータ５を駆動させ、ガイド軸７に沿って光ピックアップ１０を光ディスク１００の半径方向であるトラッキング方向に移動させる。さらに制御部２は、光ピックアップ１０を制御し、光ディスク１００に対する読出処理及び記録処理を実行させる。

図２に示すように、光ピックアップ１０のレーザダイオード１１は、制御部２から供給される駆動電流に応じた光量で、光ディスク１００の各方式に対応した波長を有するレーザ光を出射し、光ビーム４０として１／２波長板１２を介して回折素子１３に入射させる。

回折素子１３は、光ビーム４０を光ディスク１００に対する再生及び記録に使用されるメインビームと各種トラッキング制御信号を生成するためのサブビームとに分光し、このメインビーム及びサブビームを光ビーム４０として効率可変回折素子３０に入射する。詳しくは後述するが、効率可変回折素子３０は、読出処理及び記録処理に応じて光ビーム４０の光量を調整し、ビームスプリッタ１７に入射する。

ビームスプリッタ１７は、入射された光ビーム４０の多くをそのまま透過させ、コリメータレンズ１８に入射する。コリメータレンズ１８は、発散光として入射された光ビーム４０を平行光に変換し、１／４波長板１９に入射する。

１／４波長板１９は、Ｓ偏光でなる光ビーム４０を円偏光へ変換し、対物レンズ２０に入射する。そして対物レンズ２０は、光ビーム４０を集光し光ディスク１００に照射する。

また対物レンズ２０は、光ビーム４０が光ディスク１００によって反射されてなる反射光ビーム５０を受光し、１／４波長板１９に入射する。１／４波長板１９は、円偏光でなる光ビーム４０を直線偏光であるＰ偏光に変換し、コリメータレンズ１８を介してビームスプリッタ１７に入射させる。

ビームスプリッタ１７は入射された反射光ビーム５０を偏光面で反射し、その方向を９０[°]変化させ、マルチレンズ２１を介して光検出器２２に入射する。そして、光検出器２２は反射光ビーム５０を光電変換して検出信号を生成し、信号処理部８（図１）へ供給する。

信号処理部８は、この検出信号から再生ＲＦ信号及び各種サーボ制御信号を生成する。制御部２は、信号処理部８から供給されるサーボ制御信号に基づいて駆動制御信号を生成し、光ビーム４０を光ディスク１００における所望のトラック上に正確に照射するように対物レンズ２０をフォーカス方向及びトラッキング方向に駆動する。

さらにビームスプリッタ１７（図２）は、その偏光面において光ビーム４０からその一部を所定の光量比で反射させることによってその一部を分離し、ＡＰＣ（Auto Power Control）用レンズ１５を介してＡＰＣ用光検出器１６に入射する。ＡＰＣ用光検出器１６は入射された光ビーム４０の光量を検出し、当該光量に応じた電流値でなるＡＰＣ検出電流を生成して制御部２へ供給する。

制御部２は、このＡＰＣ検出電流が所定の電流値になるようにレーザダイオード１１に供給する駆動電流を増減してレーザダイオード１１の出力を調整することにより、レーザダイオード２１から出射される光ビーム４０の強度（以下、これを出射光強度と呼ぶ）を読出処理及び記録処理に応じた所定の値になるように制御する。

このとき、制御部２は、記録処理時の光ディスク１００に対する照射光量が読出処理時の照射光量よりも大きくなるようにレーザダイオード１１の出力を調整する。

このように光ディスク装置１は、光ディスク１００に対する読出処理及び記録処理を実行するようになされている。

（２）効率可変回折素子の構成
次に、読出処理及び記録処理に応じて光ビーム４０の光量を調整する効率可変回折素子３０について説明する。

図３（Ａ）に示すように、効率可変回折素子３０は、全体として扁平な円柱形状を有している。図３（Ｂ）に示すように、効率可変回折素子３０は、円筒状の円筒部材３１に対し、当該円筒部材３１の内径とほぼ同一の直径でなる円板部材３２及び３３が嵌合することにより、その外観を構成する中空な円柱を形成する。

以下、円筒部材３１の内面である内周面４１において、円筒部材３１に対して円板部材３２及び３３が嵌め込まれたときに当該円板部材３２及び３３と接触する部分をそれぞれ接触領域４２及び４３と呼ぶ。また内周面４１において、円板部材３２及び３３が嵌め込まれたときに当該円板部材３２及び３３と接触せず、空洞ＡＲを構成する部分を非接触領域４４と呼ぶ。

円筒部材３１、並びに円板部材３２及び３３は、いずれも光透過率の高いガラス材料が用いられ、その屈折率ｎ_Ｇが約１．５の同一材料でなる。なお、円筒部材３１、並びに円板部材３２及び３３の材料としてはそれぞれ別々の材料を用いるようにしても良く、また例えばポリカーボネイト樹脂やアクリル樹脂などの樹脂材料を用いても良い。さらに円筒部材３１としては、光透過率の低い材料を用いるようにしても良い。

円板部材３２は、円筒部材３１の内部に面する内側面３２Ａには、バイナリ型の回折格子ＤＰが形成されている。また円板部材３３は、円筒部材３１の内部に面する内側面３３Ａが平板状に形成されている。

図３（Ｂ）における円筒部材３１の中心を通る断面図である図４（Ａ）に示すように、円筒部材３１の内周面４１には、その上端部、接触領域４２に当該内周面４１を１周する細い帯状の第１電極３５が形成されている。

第１電極３５は、導電性を有する材料でなり、円筒部材３１に対して円板部材３３が嵌め込まれたときにその一部が表出するように、その上端部が円筒部材３１の頂面３１Ｂに延設されている。そして第１電極３５は、この表出する部分において電源Ｖと接続される。また第１電極３５は、円筒部材３１に対して円板部材３３が嵌め込まれたときに当該円板部材３３の内側面３３Ａに沿うようにその下端部が延設されている。

円筒部材３１の内周面４１には、その中央部から下部にかけて当該内周面４１を１周する太い帯状の第２電極３６が形成されている。この第２電極３６は、第１電極３５と同様に導電性を有する材料でなり、円筒部材３１に対して円板部材３２が嵌め込まれたときにその一部が表出するように、円筒部材３１の底面３１Ｃに延設されている。そして第２電極３６は、この表出する部分においてスイッチＳＷを介して電源Ｖと接続される。

この内周面４１には、第２電極３６のうち、非接触領域４４に形成された部分を覆う誘電体層３７が設けられている。この誘電体層３７としては、例えば各種樹脂材料や無機酸化物、セラミック材料などの絶縁性を有する材料が用いられる。

さらに円筒部材３１の内周面４１には、撥水層３８が設けられている。撥水層３８は、第２電極３６上に形成された誘電体層３７の上から、当該誘電体層３７の形成されていない部分をも含む非接触領域４４のほぼ全面を覆うことにより、非接触領域４４の表面の殆どを構成している。

この撥水層３８は、例えばポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素化合物や絶縁破壊強度の大きいパレリン（poly-para-xylylen）、シリコン化合物などの疎水性を有する絶縁材料がコーティングなどによって薄膜状に形成されたものである。

また第１電極３５は、撥水層３８の厚みよりも長くその下端部が円板部材３３の中心へ向かって延設されているため、第１電極３５の端が撥水層３８から突出するようになされている。

そして効率可変回折素子３０は、円筒部材３１に対して円板部材３２が嵌め込まれた状態で、図４（Ｂ）に示す導電性液体である電解水Ｌ１及び非導電性液体であるシリコンオイルＬ２が充填された後、円板部材３３が嵌め込まれて密封される。なお円板部材３２及び３３の周囲を囲むように、弾性を有するゴムなどでパッキングするようにしても良い。

この電解水Ｌ１及びシリコンオイルＬ２は、電解水Ｌ１の容積Ｖ１とシリコンオイルＬ２の容積Ｖ２とが合計で空洞ＡＲとほぼ同一の体積Ｖｔになるように充填され、空洞ＡＲ内に隙間が生じないようになされている。

またシリコンオイルＬ２の容積Ｖ２は、当該シリコンオイルＬ２を空洞ＡＲに充填したときに、少なくとも回折格子ＤＰの凸部分を覆うものの、電解水Ｌ１の容積Ｖ１よりも小さくなるように配合される。

電解水Ｌ１は、例えば食塩や塩化カリウムなどの電解質を溶解した電解質水溶液でなり、比重が約１．０、屈折率ｎ_１が約１．３でなり、導電性を有している。

この電解水Ｌ１は、低粘度（例えば２５℃、６０［ｒｐｍ／ｍｉｎ］で５０［ｍＰ・ｓ］以下、より好ましくは１０［ｍＰ・ｓ］以下）であり、高い流動性を有している。また電解水Ｌ１は、電解質の種類及び濃度を調整することにより、例えば−２０℃などの低温下でも凍結することなく低粘度を維持し、高い流動性を付加することができる。

シリコンオイルＬ２は、比重が約１．０、屈折率ｎ_２が約１．５でなる。シリコンオイルＬ２としては、ジメチルシリコンオイルやメチルフェニルシリコンオイルなどの各種シリコンオイルを用いることができ、電気絶縁性能が高いものが用いられる。

このシリコンオイルＬ２は、低粘度（例えば２５℃、６０［ｒｐｍ／ｍｉｎ］で５０［ｍＰ・ｓ］以下、より好ましくは１０［ｍＰ・ｓ］以下）であり、高い流動性を有している。またシリコンオイルＬ２は耐寒性に優れており、−２０℃などの低温下でも凍結することなく低粘度を維持し、高い流動性を有している。

このシリコンオイルＬ２は、疎水性が高く（すなわち電解水Ｌ１に対して親和性が低く）、当該シリコンオイルＬ２に対する電解水Ｌ１の接触角が９０°以上である。従って電解水Ｌ１とシリコンオイルＬ２とは相溶することがなく、常に分離した状態となる。

なおシリコンオイルＬ２に対する電解水Ｌ１の接触角とは、固体表面に薄く付着させたシリコンオイルＬ２に対する電解水Ｌ１の接触角（ＪＩＳ Ｋ２３９６、２５℃で測定、以下、接触角は同様の測定方法によって測定された値を指す）を示している。

ここで上述したように、効率可変回折素子３０の空洞ＡＲは、円筒部材３１の内周面４１を覆う撥水層３８と、円板部材３２の内側面３２Ａと、円板部材の内側面３３Ａとによって構成されている。従って効率可変回折素子３０内に充填された電解水Ｌ１及びシリコンオイルＬ２は、撥水層３８並びに内側面３２Ａ及び３３Ａに接触することになる。

この撥水層３８は疎水性が高く（すなわち電解水Ｌ１に対する親和性が低く）、当該撥水層３８に対する電解水Ｌ１の接触角が９０°以上、より好ましくは１００°以上である。一方撥水層３８は、疎水性を有するシリコンオイルＬ２との親和性が比較的高く、その接触角が９０°未満、より好ましくは８０°未満である。

また内側面３２Ａ及び３３Ａは、電解水Ｌ１及びシリコンオイルＬ２の双方に対して比較的親和性が高く、当該内側面３２Ａ及び３３Ａに対する電解水Ｌ１の接触角がいずれも９０°未満、より好ましくは８０°未満であり、さらに当該内側面３２Ａ及び３３Ａに対するシリコンオイルＬ２の接触角がいずれも９０°未満、より好ましくは８０°未満である。

ここで効率可変回折素子３０では、電解水Ｌ１に対する撥水層３８の親和性が、電解水Ｌ１に対するシリコンオイルＬ２の親和性よりも低くなるように電解水Ｌ１、シリコンオイルＬ２及び撥水層３８の材料が選定されている。

ここで各相間における親和性に応じて変化する界面エネルギーＥに着目すると、電解水Ｌ１と撥水層３８との間の界面エネルギーＥ_{Ｌ１−３８}、電解水Ｌ１とシリコンオイルＬ２との界面エネルギーＥ_{Ｌ１−Ｌ２}、シリコンオイルＬ２と撥水層３８との間の界面エネルギーＥ_{Ｌ２−３８}の関係を以下のように表すことができる。

そして電解水Ｌ１及びシリコンオイルＬ２は、電解水Ｌ１、シリコンオイルＬ２及び撥水層３８の３相間に生じる界面エネルギーＥ_３を最小限にしようとする。

すなわち第１電極３５及び第２電極３６に電圧を印加しない状態において、電解水Ｌ１は、界面エネルギーＥ_{Ｌ１−Ｌ２}よりも界面エネルギーＥ_{Ｌ１−３８}が大きいため、シリコンオイルＬ２との接触面積を増大させてでも撥水膜３８との接触面積を減少させようと流動する。

この結果、図５（Ａ）に示すように、電解水Ｌ１は、シリコンオイルＬ２との界面ＩＦを光ビーム４０の光軸ＢＰが通る中心部を突出させるよう湾曲させ、界面ＩＦを曲面にする。そして電解水Ｌ１は、界面ＩＦの中心部が内側面３２Ａの中心部に到達することにより、内側面３２Ａに形成された回折格子ＤＰに接触する。

因みに電解水Ｌ１は、円筒部材３１が円筒形状を有しており、界面ＩＦの中心部から撥水層３８までの距離が均一となることから、シリコンオイルＬ２との界面ＩＦに半球状の曲面を形成しようとして内側面３２Ａに接触する。このため界面ＩＦは、半球状の曲面からその先端部分を切って取り除いたような周曲面を形成することになる。

因みにシリコンオイルＬ２は、その容積が電解水Ｌ１の容積と比して小さいため、小さい曲率でなる界面ＩＦの中心部を内側面３２Ａに容易に到達させ、電解水Ｌ１を回折格子ＤＰに容易に接触させ得るようになされている。

このとき電解水Ｌ１は、内側面３２Ａとの親和性がシリコンオイルＬ２と比して高く、内側面３２Ａに接触することにより、３相間だけでなく内側面３２Ａ及び３３Ａを含めた空洞ＡＲ内の界面エネルギーＥ_{ＴＯＴＡＬ}を減少させることができる。このため電解水Ｌ１は、界面ＩＦの中心部から外側へ向けて内側面３２Ａとの接触面積を、光ビーム４０を通過させるのに十分な面積にまで増大させることができる。

そして電解水Ｌ１及びシリコンオイルＬ２は、界面エネルギーＥ_{ＴＯＴＡＬ}が最小となる状態で安定化する。

この結果、効率可変回折素子３０は、第１電極３５及び第２電極３６に電圧を印加しない状態において、内側面３２Ａに形成された回折格子ＤＰと、電解水Ｌ１とを接触させることになる。

このとき効率可変回折素子３０は、回折格子ＤＰの屈折率（すなわち円板部材３２の屈折率）ｎ_Ｇが約１．５であり、電解水Ｌ１の屈折率ｎ_１が約１．３と異なっていることから、回折格子ＤＰを回折格子として作用させることができる。

ここで、電解水Ｌ１が回折格子ＤＰに接触している中央部分における回折格子ＤＰの位相深さφ_１は、光ビーム４０の波長をλ、回折格子ＤＰの格子深さをｄとすると、次式によって表すことができる。

また、電解水Ｌ１が回折格子ＤＰに接触している中央部分を光ビーム４０が通過するときのｍ次の回折効率η_１（ｍ）は、次式のように表すことができる。

従って、効率可変回折素子３０は、格子深さｄ、回折格子ＤＰの屈折率ｎ_Ｇ及び電解水Ｌ１の屈折率ｎ_１を選定することにより、０次光ビームの回折効率η_１（０）として表される光ビーム４０の透過率を自由に設定することが可能となる。

一方、第１電極３５及び第２電極３６に電圧を印加すると、撥水層３８及び誘電体膜３７とが、第１電極３５を介して通電する電解水Ｌ１と、第２電極３６との間でキャパシタを形成する。このとき撥水層３８は、蓄えた電気の静電エネルギー分だけ電解水Ｌ１との間の界面エネルギーＥが小さくなる（すなわち電解水Ｌ１との親和性が向上する）。

効率可変回折素子３０は、第１電極３５及び第２電極３６に電圧を印加しない状態において、例えば１００〜１１０°であった電解水Ｌ１に対する撥水層３８の接触角を、電圧を印加した状態では約６０〜８０°程度にまで低下させるようになされている。

言い換えると効率可変回折素子３０は、電圧を印加しない状態において、電解水Ｌ１とシリコンオイルＬ２との間の界面エネルギーＥ_{Ｌ１−Ｌ２}と比較して大きかった電解水Ｌ１と撥水層３８と間の界面エネルギー_{Ｌ１−３８}を、電圧を印加することにより、界面エネルギーＥ_{Ｌ１−Ｌ２}よりも小さくすることができる。

このときの電解水Ｌ１と、シリコンオイルＬ２と、撥水層３８との間の界面エネルギーＥの関係を以下に示す。なお、界面エネルギーＥ_{Ｌ２−３８}及びＥ_{Ｌ１−３８}は、いずれが大きくても、また同程度であっても良い。

このとき電解水Ｌ１は、界面エネルギーＥ_{Ｌ１−Ｌ２}が界面エネルギーＥ_{Ｌ１−３８}よりも大きいことから、撥水層３８との接触面積を増大させてでもシリコンオイルＬ２との接触面積を極力低減させようとして、界面ＩＦの曲率をゼロまで緩和し、電解水Ｌ１及びシリコンオイルＬ２の界面ＩＦを平面状にする。

この結果図５（Ｂ）に示すように、効率可変回折素子３０は、内側面３２Ａに形成された回折格子ＤＰに対してシリコンオイルＬ２を接触させることができる。

この電圧が印加された状態における回折格子ＤＰの位相深さφ_２は、光ビーム４０の波長をλ、回折格子ＤＰの格子深さをｄとすると、次式によって表すことができる。

また、電解水Ｌ１が回折格子ＤＰに接触している中央部分を光ビーム４０が通過するときのｍ次の回折効率η_２（ｍ）は、次式のように表すことができる。

本実施の形態の場合、効率可変回折素子３０は、回折格子ＤＰの屈折率（すなわち円板部材３２の屈折率）ｎ_Ｇが約１．５であり、シリコンオイルＬ２の屈折率ｎ_１が約１．５とほぼ同一であることから、回折格子ＤＰは見かけ上存在しないことになり、０次光ビームの回折効率η_２（０）は、ほぼ１００％となる。

また、効率可変回折素子３０は、屈折率の異なる電解水Ｌ１及びシリコンオイルＬ２の界面ＩＦが平面状でなることから、効率可変回折素子３０総体として単なる平板として作用することができる。

このように効率可変回折素子３０は、第１電極３５及び第２電極３６に対する電圧の印加の有無に応じて、当該効率可変回折素子３０を通過する光ビーム４０の回折効率ηを切り替えることができる。

従って図６（Ａ）に示すように、光ディスク装置１の制御部２（図１）は、読出処理を開始する際、第１電極３５及び第２電極３６接続されたスイッチ素子ＳＷに対し、スイッチを開放にする旨の開放コマンドＣＯを供給することにより、スイッチ素子ＳＷを開放させ、効率可変回折素子３０における第１電極３５及び第２電極３６に対して電圧を印加しないようにする。

このとき効率可変回折素子３０は、電解水Ｌ１を回折格子ＤＰに接触させることにより回折素子として作用し、ビームスプリッタ１７から入射される光ビーム４０を０次光ビームの回折効率に応じた所定の割合（例えば５０％）で透過させ、光ビーム４０の光量を減少させてコリメータレンズ１８に入射する。

これにより、制御部２は、レーザダイオード１１の出射光強度を効率可変回折素子３０が配置されない場合よりも大きく（例えば２倍）設定させて、光ビーム４０におけるＳ／Ｎ（Signal to Noise）比を大きくすることができる。

一方図６（Ｂ）に示すように、制御部２は、記録処理を開始する際、スイッチ素子ＳＷに対してスイッチを閉じる旨の閉コマンドＣＣを供給することにより、スイッチ素子ＳＷを閉じさせ、効率可変回折素子３０における第１電極３５及び第２電極３６に対して電圧を印加する。

このとき効率可変回折素子３０は、シリコンオイルＬ２を回折格子ＤＰに接触させることにより単なる平板として作用し、ビームスプリッタ１７から入射される光ビーム４０の殆どを透過させ、コリメータレンズ１８に入射する。

これにより、大きな照射光量を必要とする記録処理時において、光ピックアップ１００は、効率可変回折素子３０を通過させる際に光ビーム４０の光量を殆ど減少させることがなく、十分な照射光量を確保することができる。

このとき効率可変回折素子３０は、液晶と比して流動性の高い液体を電解水Ｌ１及びシリコンオイルＬ２として使用しているため、液晶と比較して電圧に対して迅速に応答し得ることが確認されている。

このようにして、効率可変回折素子３０は、電圧の印加に応じて撥水層３８の表面エネルギーが変化するいわゆるエレクトロウェッティング作用を利用して、その回折効率ηを切り替えるようにした。

これにより効率可変回折素子３０は、迅速に効率可変回折素子３０を通過する光ビーム４０の透過率を切り替えることができるため、記録処理及び読出処理を迅速に切り替える必要のある記録モードにおいて、読出処理の際には光ビーム４０の光量を減少させて高出力でレーザダイオード１１を使用させつつ、記録処理の際には光ビーム４０の光量を減少させることなく大きい照射光量を維持し得るようになされている。

（３）動作及び効果
以上の構成において、光ディスク装置１の光ピックアップ１００は、効率可変回折素子３０を有している。この効率可変回折素子３０は、光ビーム４０を回折させるための回折格子ＤＰを有する内側面３２Ａと、光ビーム４０が通過しない非接触領域４４とによって空洞ＡＲを形成する。

この空洞ＡＲには、第１の液体として、導電性を有する電解水Ｌ１が充填されると共に、内側面３２Ａが有する凹凸を覆うだけの容積を少なくとも有し、第２の液体として、電解水Ｌ１と非相溶かつ当該電解水Ｌ１の屈折率ｎ_１とは異なる屈折率ｎ_２を有し、絶縁性でなるシリコンオイルＬ２が、内側面３２Ａの少なくとも一部と接触するように充填される。

効率可変回折素子３０は、電解水Ｌ１に通電する第１電極３５を有している。また効率可変回折素子３０は、非接触領域４４において、光ビーム４０を囲むように帯状の第２電極３６が設けられ、さらに第２電極３６の上から非接触領域４４を覆って当該非接触領域４４の表面を構成する撥水層３８が設けられている。

撥水層３８は、第１電極３５及び第２電極３６に電圧が印加されない状態では電解水Ｌ１に対する親和性が電解水Ｌ１及びシリコンオイルＬ２間の親和性よりも低く、第１電極３５及び第２電極３６に電圧が印加されると、第１電極３５を介して通電した電解水Ｌ１と、第２電極Ｌ２とから加えられる電圧によって電解水Ｌ１に対する親和性を電解水Ｌ１及びシリコンオイルＬ２間の親和性よりも向上させる撥水層３８を有している。

電解水Ｌ１は、第１電極３５及び第２電極３６に電圧が印加されない状態では親和性が低く、電解水Ｌ１、シリコンオイルＬ２及び撥水層３８との３相間で最も高い界面エネルギーＥ_{Ｌ１−３８}を有する撥水層３８との接触面積を減少させるためにシリコンオイルＬ２との界面ＩＦの中央を突出させて内側面３２Ａに接触する。

一方電解水Ｌ１は、第１電極３５及び第２電極３６に電圧が印加されると、電解水Ｌ１と撥水層３８との親和性が向上して界面エネルギーＥ_{Ｌ１−３８}が低下した撥水層３８との接触面積を増大させ、３相間で最も高い界面エネルギーＥ_{Ｌ１−Ｌ２}を有することになった電解水Ｌ１及びシリコンオイルＬ２の接触面積を減少させようとする。すなわち電解水Ｌ１は、シリコンオイルＬ２との界面ＩＦを平面にして当該界面ＩＦにおける曲率を緩和することにより、内側面３２Ａと接触しないようにする。

これにより効率可変回折素子３０は、第１電極３５及び第２電極３６に対する電圧の印加に応じて、内側面３２Ａに形成された回折格子ＤＰに対して接触させる液体を電解水Ｌ１又はシリコンオイルＬ２から選択的に切り替えることができ、回折格子ＤＰに接触する領域の屈折率を切り替えることができる。

このとき効率可変回折素子３０は、電解水Ｌ１及びシリコンオイルＬ２が液体を用いていることから、電解水Ｌ１及びシリコンオイルＬ２が第１電極３５及び第２電極３６に対する電圧の印加に応じて迅速に流動することができ、液体と比して流動性の低い液晶を用いた液晶素子よりも応答性を速くすることができる。

また効率可変回折素子３０は、第１及び第２の液体として温度変化に対する粘度変化が少ない電解水Ｌ１及びシリコンオイルＬ２を用いているため、低温環境化で使用することが可能となる。

さらに効率可変回折素子３０は、耐光性に優れている電解水Ｌ１及びシリコンオイルＬ２を用いていることから、効率可変回折素子３０としての経時劣化を低減させることが可能となる。

また効率可変回折素子３０は、第１の液体として電解質水溶液である電解水Ｌ１を用いている。一般的に水は様々な電解質を溶解させることができるため、抵抗値や低温下での流動性などの特性を自由に設計することが可能となる。

さらに水は他の液体と比してその極性が特異的に高いため、電解水Ｌ１と非相溶でなる第２の液体（シリコンオイルＬ２）や、電解水Ｌ１と親和性の低い撥水層３８の選択の幅を広げることができると共に、シリコンオイルＬ２及び撥水層３８との界面エネルギーＥ_{Ｌ１−Ｌ２}及びＥ_{Ｌ１−３８}を大きくして、曲面状でなる電解水Ｌ１とシリコンオイルＬ２との界面ＩＦの曲率を大きくすることができ、電解水Ｌ１を回折格子ＤＰに対して容易に接触させることができる。

また非接触領域４４が円筒形状でなることにより、角柱形状を有する場合と比較して、第２電極３６、誘電体層３７及び撥水層３８を非接触領域４４上に容易に形成させることができる。

さらに効率可変回折素子３０は、第１電極３５及び第２電極３６に電圧が印加されると、電解水Ｌ１とシリコンオイルＬ２との界面ＩＦの曲率をゼロに緩和して平面を形成することにより、効率可変回折素子３０を通過する光ビーム４０に収差を発生させないようにすることができる。

また効率可変回折素子３０は、回折格子ＤＰを有する内側面３２Ａとほぼ同一の屈折率でなるシリコンオイルＬ２を第２の液体として用いたことにより、シリコンオイルＬ２が回折格子ＤＰと接触したときに回折格子ＤＰが光ビーム４０を回折させず、光ビーム４０の殆どをそのまま通過させることができる。これにより効率可変回折素子３０は、大きい照射光量を必要とする記録処理の際に光ビーム４０の光量を減少させずに済む。

また効率可変回折素子３０は、内側面３２Ａと対向し、当該内側面３２Ａ及び非接触領域４４と共に空洞ＡＲを密封する対向面としての内側面３３Ａを有することにより、液体である電解水Ｌ１及びシリコンオイルＬ２を密封することができる。

さらに効率可変回折素子３０は、第２電極３６を覆うように、撥水層３８と第２電極３６との間に誘電体層３７を設けることにより誘電体層３７の誘電率を自由に調整することができる。これにより効率可変回折素子３０は、疎水性及び誘電体としての特性を両方備えるパリレンなどの材料を撥水層３８及び誘電体層３７として使用する方法と比較して、誘電率が最適になるような材料を誘電体層３７として選定することができ、第１電極３５及び第２電極３６に小さい電圧を印加するだけで同様のエレクトロウェッティング作用を奏するように設計可能である。

また効率可変回折素子３０は、ほぼ同一の比重を有する電解水Ｌ１及びシリコンオイルＬ２を用いることにより、重力の影響を避けることができ、当該効率可変回折素子３０の体勢に応じて回折格子ＤＰに接触する液体が変わったり、電解水Ｌ１が回折格子ＤＰに接触する形状が変化することなどを防止することができる。

さらに効率可変回折素子３０は、電解質水溶液でなるため粘度の小さい電解水Ｌ１と同等若しくは電解水Ｌ１よりも小さい粘度を有するシリコンオイルＬ２を用いることにより、シリコンオイルＬ２の流動性を高めることができ、電圧に対する応答性を向上させることができる。

また光ディスク装置１の制御部２は、光ディスク１００に対する情報の記録処理又は読出処理に応じて、第１電極３５及び第２電極３６に対して電圧を印加するよう、電圧印下部であるスイッチング素子ＳＷを制御する。

ここで光ディスク装置１は、記録モードにおいて記録処理及び読出処理を随時切り替えるため、光ビーム４０の照射光量を高速で変化させる必要がある。光ディスク装置１では、応答性が速い効率可変回折素子３０を用いてその回折効率を切り替えることにより、効率可変回折素子３０を記録処理及び読出処理に応じて透過率を変化させるアッテネータとして使用することができる。

以上の構成によれば、効率可変回折素子３０は、回折格子ＤＰと撥水層３８とによって囲んで形成された空洞ＡＲ内に電解水Ｌ１及びシリコンオイルＬ２を充填し、電圧の印加によって撥水層３８に生じる静電エネルギーにより当該撥水層３８のぬれ性を変化させる、いわゆるエレクトロウェッティング作用を利用し、非相溶でなる電解水Ｌ１及びシリコンオイルＬ２と、撥水層３８との３相の界面エネルギーＥの関係を変化させ、電圧の印加に応じて回折格子ＤＰに対して接触する液体を電解水Ｌ１又はシリコンオイルＬ２に選択的にかつ迅速に切り替える。これにより効率可変回折素子３０は、回折格子ＤＰに接触する領域の屈折率を電圧の印加に応じて変化させることができ、かくして回折格子ＤＰの回折効率を迅速に切り替えることができる効率可変回折素子、並びに当該効率可変回折素子を用いた光ピックアップ及び光ディスク装置を実現することができる。

（４）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、第１の液体として電解水Ｌ１を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、種々の導電性を有する液体を用いることができる。

また上述の実施の形態においては、第２の液体としてシリコンオイルＬ２を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば各種オイルや有機溶剤又はこれらの混合物など、種々の液体を用いることができる。

さらに上述の実施の形態においては、親和性変更膜として第１の液体である電解水Ｌ１が低い撥水層３８を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、使用される第１の液体の種類に応じて、当該第１の液体と親和性の低い種々の化合物を用いることができる。

さらに上述の実施の形態においては、非通過面としての非接触領域４４が円筒形状でなるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば底面が正方形や長方形、八角形、楕円などでなる各種角柱形状や楕円柱形状でなるようにしても良い。この場合であっても上述した実施の形態と同様の効果を得ることができる。

さらに上述の実施の形態においては、第１電極３５及び第２電極３６に電圧が印加されると、電解水Ｌ１及びシリコンオイルＬ２の界面ＩＦの曲率をゼロに緩和するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば界面ＩＦの曲率を所定の値に制御することにより当該界面ＩＦをレンズとして作用させ、光ビーム４０が有する収差を補正するようにすることができる。

さらに上述の実施の形態においては、シリコンオイルＬ２の屈折率ｎ_２が回折格子ＤＰの屈折率ｎ_Ｇとほぼ同一である場合について述べたが、本発明はこれに限らず、電解水Ｌ１の屈折率ｎ_１が回折格子ＤＰの屈折率ｎ_Ｇとほぼ同一であっても良い。この場合であっても上述した実施の形態と同様の効果を得ることができる。

また、電解水Ｌ１の屈折率ｎ_１及びシリコンオイルＬ２の屈折率ｎ_２のいずれもが回折格子ＤＰの屈折率ｎ_Ｇと異なっていても良い。この場合、第１電極３５及び第２電極３６に対して電圧を印加した場合、電圧を印加していない場合のいずれにおいても、回折格子ＤＰの屈折率ｎ_Ｇと、電解水Ｌ１の屈折率ｎ_１及びシリコンオイルＬ２の屈折率ｎ_２の差異に応じて回折格子ＤＰが回折格子として作用することになる。

さらに上述の実施の形態においては、内側面３３Ａによって空洞ＡＲを密封するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、必ずしも空洞ＡＲを密封する必要はない。

さらに上述の実施の形態においては、非接触領域４４に誘電体層３７と撥水層３８との両方を設けるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばパリデンなどの誘電体でありかつ撥水性を有するような化合物を用いることにより、誘電体層３７を省略することも可能である。

さらに上述の実施の形態においては、電解水Ｌ１の比重及びシリコンオイルＬ２の比重がほぼ同一でなるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、異なっていても良い。この場合であっても、例えば回折格子ＤＰを有する内側面３２を鉛直方向に載置することにより、重力の影響を受けずに効率可変回折素子３０を使用することができる。

さらに上述の実施の形態においては、シリコンオイルＬ２の粘度が電解水Ｌ１の粘度と同等若しくはそれ以下であるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、シリコンオイルＬ２が効率可変回折素子３０としての応答性に応じた十分な流動性を有していれば良い。また、電解水Ｌ１についても同様であり、その粘度に拘らず、効率可変回折素子３０としての応答性に応じた十分な流動性を有していれば良い。

さらに上述の実施の形態においては、内側面３２が直線状の回折格子ＤＰを有するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば同心円状の回折格子やその他種々の形状でなる回折格子を有するようにしても良い。またバイナリ型ではなく、ブレーズ型などでなる回折格子を有するようにしても良い。

さらに上述の実施の形態においては、光ピックアップ１００において効率可変回折素子３０をアッテネータとして用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば光ビーム４０の波長に応じて回折効率を変化させるなど、種々の用途に用いることができる。

さらに上述の実施の形態においては、光ディスク装置１は、記録又は再生処理に応じて回折格子ＤＰに接触する液体を電解水Ｌ１又はシリコンオイルＬ２に切り替え、大きな照射光量を必要とする記録処理時には光ビーム４０の光量を殆ど減少させない一方、読出処理時において光ビーム４０の光量を減少させるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば複数種類の光ディスク１００に対応した光ディスク装置において、光ディスク１００の種類に応じて回折格子ＤＰに接触する液体を電解水Ｌ１又はシリコンオイルＬ２に切り替え、大きな照射光量を必要とする光ディスク１００に対して光ビーム４０の光量を殆ど減少させない一方、小さな照射光量を必要とする光ディスク１００に対しては光ビーム４０の光量を減少させるようにしても良い。

さらに上述の実施の形態においては、光源としてのレーザダイオード１１と、回折面としての内側面３２Ａと、非通過面としての非接触領域４４と、第１の液体としての電解水Ｌ１と、第２の液体としてのシリコンオイルＬ２と、第１の電極としての第１電極３５と、第２の電極としての第２電極３６と、親和性変更層としての撥水層３８と、電圧印加部としての電源Ｖと、対物レンズとしての対物レンズ２０と、電圧制御部としての制御部２とによって効率可変回折素子としての効率可変回折素子３０を構成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる光源と、回折面と、非通過面と、第１の液体と、第２の液体と、第１の電極と、第２の電極と、親和性変更層と、電圧印下部と、対物レンズと、電圧制御部とによって本発明の光ディスク装置を構成するようにしても良い。

本発明の光ピックアップは、例えば電子機器に搭載される各種方式でなる光ディスクドライブに利用することができる。

光ディスク装置の全体構成を示す略線図である。 光ピックアップの構成を示す略線図である。 効率可変回折素子の構成（１） 記録処理における可変フィルタの配置を示す略線図である。 フィルタ板の効果の説明に供する略線図である。 再生処理における可変フィルタの配置を示す略線図である。

符号の説明

１……光ディスク装置、２……制御部、１０……光ピックアップ、１１……レーザダイオード、１２……１／２波長板、１３……回折素子、１５……ＡＰＣ用レンズ、１６……ＡＰＣ用光検出器、１７……ビームスプリッタ、１８……コリメータレンズ、１９……１／４波長板、２０……対物レンズ、３０……効率可変回折素子、３１……円筒部材、３１Ａ……円周面、３２、３３……円板部材、３２Ａ、３３Ａ……内側面、３５……第１電極、３６……第２電極、３７……誘電体層、３８……撥水層、４４……非接触領域、５０……反射光ビーム、１００……光ディスク、ＡＲ……空洞、Ｌ１……電解水、Ｌ２……シリコンオイル、Ｖ……電源。

Claims (13)

1. 光ビームを回折させるための回折格子を有する回折面と、
   上記回折面と共に空洞を形成し、上記光ビームが通過しない非通過面と、
   上記空洞に充填され、導電性を有する第１の液体と、
   少なくとも上記回折面が有する凹凸を覆うだけの容積を有すると共に、上記回折面の少なくとも一部と接触するように上記空洞に充填され、上記第１の液体と非相溶かつ当該第１の液体とは異なる屈折率を有し、絶縁性でなる第２の液体と、
   上記第１の液体に通電する第１の電極と、
   上記非通過面において、上記光ビームを囲むように帯状に設けられた第２の電極と、
   上記第２の電極の上から上記非通過面を覆って当該非通過面の表面を構成し、上記第１及び第２の電極に電圧が印加されない状態では上記第１の液体に対する親和性が上記第１及び第２の液体間の親和性よりも低く、上記第１及び第２の電極に電圧が印加されると、上記第１の電極を介して通電した上記第１の液体と上記第２の電極とから電圧が加えられることにより上記第１の液体に対する親和性を上記第１及び第２の液体間の親和性よりも向上させる親和性変更層と
   を具え、
   上記第１の液体は、
   上記第１及び第２の電極に電圧が印加されない状態では上記親和性変更層との接触面積を減少させるために上記第２の液体との界面を中央が突出するよう湾曲させて上記回折面に接触する一方、上記第１及び第２の電極に電圧が印加されると、上記親和性変更層との接触面積を増大させるために上記界面における曲率を緩和して上記回折面と接触しない
   ことを特徴とする効率可変回折素子。
2. 上記第１の液体は、
   電解質水溶液である
   ことを特徴とする請求項１に記載の効率可変回折素子。
3. 上記非通過面は、
   円筒形状でなることにより、上記回折面の中心を通る上記光ビームの光軸から上記親和性変更層までの距離を等しくする
   ことを特徴とする請求項１に記載の効率可変回折素子。
4. 上記第１の液体は、
   上記第１及び第２の電極に電圧が印加されると、上記界面における曲率をゼロに緩和して平面を形成する
   ことを特徴とする請求項１に記載の効率可変回折素子。
5. 上記第１の液体又は上記第２の液体は、
   上記回折面とほぼ同一の屈折率でなる
   ことを特徴とする請求項１に記載の効率可変回折素子。
6. 上記回折面は、
   上記第１の液体に対する親和性が、上記第１及び第２の液体間の親和性よりも高い
   ことを特徴とする請求項１に記載の効率可変回折素子。
7. 上記回折面と対向し、当該回折面及び上記非通過面と共に上記空洞を密封する対向面
   を具えることを特徴とする請求項１に記載の効率可変回折素子。
8. 上記第２電極を覆うように、上記親和性変更層と上記第２電極との間に設けられた誘電体層
   を具えることを特徴とする請求項１に記載の効率可変回折素子。
9. 上記第１の液体は、
   上記第２の液体とほぼ同一の比重を有する
   を具えることを特徴とする請求項１に記載の効率可変回折素子。
10. 上記第２の液体は、
    上記第１の液体と同等若しくは当該第１の液体よりも小さい粘度を有する
    ことを特徴とする請求項２に記載の効率可変回折素子。
11. 光ビームを出射する光源と、
    上記光ビームを回折させるための回折格子を有する回折面と、上記回折面と共に空洞を形成し、上記光ビームが通過しない非通過面と、上記空洞に充填され、導電性を有する第１の液体と、少なくとも上記回折面が有する凹凸を覆うだけの容積を有すると共に、上記回折面の少なくとも一部と接触するように上記空洞に充填され、上記第１の液体と非相溶かつ当該第１の液体とは異なる屈折率を有し、絶縁性でなる第２の液体と、上記第１の液体に通電する第１の電極と、上記非通過面において、上記光ビームを囲むように帯状に設けられた第２の電極と、上記第２の電極の上から上記非通過面を覆って当該非通過面の表面を構成し、上記第１及び第２の電極に電圧が印加されない状態では上記第１の液体に対する親和性が上記第１及び第２の液体間の親和性よりも低く、上記第１及び第２の電極に電圧が印加されると、上記第１の電極を介して通電した上記第１の液体と上記第２の電極とから電圧が加えられることにより上記第１の液体に対する親和性を上記第１及び第２の液体間の親和性よりも向上させる親和性変更層とを有し、上記第１の液体が、上記第１及び第２の電極に電圧が印加されない状態では上記親和性変更層との接触面積を減少させるために上記第２の液体との界面を中央が突出するよう湾曲させて上記回折面に接触する一方、上記第１及び第２の電極に電圧が印加されると、上記親和性変更層との接触面積を増大させるために上記界面における曲率を緩和して上記回折面と接触しない効率可変回折素子と、
    上記効率可変回折素子に対して電圧を印加する電圧印加部と、
    上記効率可変回折素子を通過した上記光ビームを集光して光ディスクに照射する対物レンズと
    を具えることを特徴とする光ピックアップ。
12. 光ビームを出射する光源と、
    上記光ビームを回折させるための回折格子を有する回折面と、上記回折面と共に空洞を形成し、上記光ビームが通過しない非通過面と、上記空洞に充填され、導電性を有する第１の液体と、少なくとも上記回折面が有する凹凸を覆うだけの容積を有すると共に、上記回折面の少なくとも一部と接触するように上記空洞に充填され、上記第１の液体と非相溶かつ当該第１の液体とは異なる屈折率を有し、絶縁性でなる第２の液体と、上記第１の液体に通電する第１の電極と、上記非通過面において、上記光ビームを囲むように帯状に設けられた第２の電極と、上記第２の電極の上から上記非通過面を覆って当該非通過面の表面を構成し、上記第１及び第２の電極に電圧が印加されない状態では上記第１の液体に対する親和性が上記第１及び第２の液体間の親和性よりも低く、上記第１及び第２の電極に電圧が印加されると、上記第１の電極を介して通電した上記第１の液体と上記第２の電極とから電圧が加えられることにより上記第１の液体に対する親和性を上記第１及び第２の液体間の親和性よりも向上させる親和性変更層とを有し、上記第１の液体が、上記第１及び第２の電極に電圧が印加されない状態では上記親和性変更層との接触面積を減少させるために上記第２の液体との界面を中央が突出するよう湾曲させて上記回折面に接触する一方、上記第１及び第２の電極に電圧が印加されると、上記親和性変更層との接触面積を増大させるために上記界面における曲率を緩和して上記回折面と接触しない効率可変回折素子と、
    上記第１及び第２の電極に対して電圧を印加する電圧印加部と、
    上記効率可変回折素子を通過した上記光ビームを集光して光ディスクに照射する対物レンズと、
    上記電圧印加部を制御する電圧制御部と
    を具えることを特徴とする光ディスク装置。
13. 上記電圧制御部は、
    上記光ディスクに対する情報の記録又は読出に応じて、上記効率回折素子に対して電圧を印加するように上記電圧印下部を制御する
    ことを特徴とする請求項１２に記載の光ディスク装置。

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