JPH0927141A

JPH0927141A - 光ピックアップ装置

Info

Publication number: JPH0927141A
Application number: JP7196969A
Authority: JP
Inventors: Kenya Yokoi; 研哉横井; Takahito Uga; 隆人宇賀
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1995-07-10
Filing date: 1995-07-10
Publication date: 1997-01-28

Abstract

(57)【要約】【課題】光源として例えば半導体レーザーを用い、記
録媒体からの戻り光の影響を抑え半導体レーザーの発光
パワーを安定化する場合にも、装置構成を小型かつ低コ
ストで低消費電力のものとすることの可能な光ピックア
ップ装置を提供する。【解決手段】この光ピックアップ装置では、半導体レ
ーザー１とコリメートレンズ３との間には、さらに、光
の透過率を制御可能な電気光学素子２が設けられてい
る。換言すれば、電気光学素子２は、情報の再生時に
は、前記光源からの光の透過率を低透過率に制御され、
また、情報の記録時には、前記光源からの光の透過率を
高透過率に制御されるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録媒体への情報
の記録，再生などを行なう光ピックアップ装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、光方式ビデオディスク，コンパ
クトディスク等の情報記録媒体に情報を記録したり、情
報記録媒体に記録された情報を再生したりするのに、光
ピックアップ装置が用いられる。

【０００３】図９は従来の一般的な光ピックアップ装置
の構成図である。図９を参照すると、この光ピックアッ
プ装置は、光源である半導体レーザー１と、半導体レー
ザー１からの光を平行光にするコリメートレンズ３と、
半導体レーザー１からの光の光量をモニターする受光素
子１１と、コリメートレンズ３からの平行光を記録媒体
７に集光する対物レンズ６と、記録媒体７からの反射光
と半導体レーザー１からの出射光とを分離する偏光ビー
ムスプリッタ４と、１／４波長板５と、偏光ビームスプ
リッタ４により半導体レーザー１からの出射光と分離さ
れた記録媒体７からの反射光を集光する集光レンズ８
と、集光レンズ８からの集光光，すなわち反射光を受け
て記録媒体７の信号を検出する受光素子９とを有してい
る。

【０００４】ところで、これらの光学部品および記録媒
体７が理想的な場合には、半導体レーザー１の光は、往
路、すなわち、コリメートレンズ３，偏光ビームスプリ
ッタ４，１／４波長板５を通り、記録媒体７で反射され
た後、復路、すなわち、１／４波長板５，偏光ビームス
プリッタ４，集光レンズ８を通り、受光素子９へ到達す
るが、これらの光学部品や記録媒体７自体に位相差があ
ると、復路の一部の光が偏光ビームスプリッタ４からコ
リメートレンズ３を介し半導体レーザー１自体に戻って
しまう。この戻り光と記録媒体７との間で、半導体レー
ザー１とは別の共振器が生成される等の結果、半導体レ
ーザー１の発振状態が不安定となり、その出力にノイズ
が生じてしまう。また、動作時や環境による温度変化に
よっても、半導体レーザー１の出力にはノイズが生じて
しまう。

【０００５】このように、図９の光ピックアップ装置で
は、光源１に半導体レーザーを用いていることにより、
動作時や環境による温度変化などによって、特に、記録
媒体７からの反射光による戻り光が外乱として加わるこ
とによって、半導体レーザー１の出力には、ノイズが生
じる。この場合、半導体レーザー１の発光パワーがしき
い値電流値をはるかに超え、数ｍＷに達していると、外
乱の影響をほとんど受けずに安定した発光が得られる
が、発光パワーがしきい値電流値の近傍である場合、戻
り光などの外乱の影響を受け、発光パワーが変動する。

【０００６】すなわち、一般に、光ピックアップ装置で
は、記録媒体７へ情報を記録(書込み)したり消去すると
きには、半導体レーザー１の出力を高パワーにし、従っ
て、半導体レーザー１はしきい値をはるかに超えた発光
をしているので、外乱の影響をほとんど受けないが、記
録媒体７から情報を再生する(読出す)ときには、半導体
レーザー１を低パワーにし、しきい値電流値をわずかに
超えた数ｍＷ，例えば５ｍＷ程度で発光することが多い
ので、このときには、半導体レーザー１は、特に、戻り
光の影響を受けやすく発光が不安定になり、ノイズによ
って信号が劣化してしまう。

【０００７】このような問題を回避するため、従来で
は、例えば文献「“高周波発振回路を付加し、戻り光に
よる雑音を許容値以下に抑えた半導体レーザー”，日経
エレクトロニクス，１９８３年１０月１０日，第１７３
〜１９４頁」に記載されているように、半導体レーザー
１の背面に高周波重畳モジュール１０を取付け、半導体
レーザー１の駆動電流に高周波重畳をかけて、半導体レ
ーザー１を高周波で発光させるようにしていた。

【０００８】図１０には半導体レーザー１の背面に高周
波重畳モジュール１０を取付けた状態が示されており、
高周波重畳モジュール１０により半導体レーザー１を高
周波で発光させ、半導体レーザー１の発光のタイミング
と半導体レーザー１に戻る記録媒体７からの反射光，す
なわち戻り光とのタイミングをずらすことで、戻り光の
影響を抑え、半導体レーザー１の発光パワーを安定化す
ることができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高周波
重畳モジュールは、非常に高価な部品であり、また、そ
の規模が大きく、これを光ピックアップ装置に取付ける
とき、図１０に示したように半導体レーザーの後部に突
出したような形状となるために、設計レイアウト上、支
障を生じる場合があり、また、高周波発振による電気的
ノイズも大きいために、光ピックアップ装置の小型化，
低コスト化，消費電力の省力化などを妨げる原因となっ
ている。

【００１０】本発明は、光源として例えば半導体レーザ
ーを用い、記録媒体からの戻り光の影響を抑え半導体レ
ーザーの発光パワーを安定化する場合にも、装置構成を
小型かつ低コストで低消費電力のものとすることの可能
な光ピックアップ装置を提供することを目的としてい
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明では、光源からの光を記録媒体
に入射させ、情報の記録または再生を行なう光ピックア
ップ装置において、前記光源から前記記録媒体に至る光
路中に、光の透過率を制御可能な電気光学素子が配置さ
れ、該電気光学素子は、情報の再生時には、前記光源か
らの光の透過率を低透過率に制御され、また、情報の記
録時には、前記光源からの光の透過率を高透過率に制御
されるようになっている。これにより、高周波重畳モジ
ュールを用いずとも、戻り光によるノイズを抑えること
ができ、光ピックアップ装置の小型化，低コスト化，消
費電力の省力化を図ることができる。

【００１２】また、請求項２記載の発明では、前記電気
光学素子には、ツイストネマチック(ＴＮ)型液晶セルが
用いられる。これにより、再生時でも十分な発光パワー
となり、高周波重畳モジュールを用いずとも、戻り光に
よるノイズを抑えることができるとともに、制御回路も
簡易なものとなり、小型化，低コスト化を図ることがで
きる。

【００１３】また、請求項３記載の発明では、前記電気
光学素子には、ＦＣＬ(Ferroelectric Liquid Crystal)
型液晶セルが用いられる。これにより、高周波重畳モジ
ュールが不要となるともに、さらに、高速に透過率制御
を行なうことができて、記録／再生の切り替え動作時間
にほとんど影響を与えることがない。また制御回路も簡
易なものとなり、小型化，低コスト化を図ることができ
る。

【００１４】また、請求項４記載の発明では、前記電気
光学素子には、ネマチック液晶をポリマーに分散させた
液晶層を有するＰＤＬＣ(Polimer Dispersed Liquid Cr
ystal)セルまたは動的散乱型液晶セルが用いられる。こ
れにより、高周波重畳モジュールが不要となるととも
に、さらに、より低コストで信頼性の高い電気光学素子
が得られ、光軸合わせも不要となる。また、制御回路も
簡易なものとなり、小型化，低コスト化を図ることがで
きる。

【００１５】また、請求項５記載の発明では、前記電気
光学素子には、光源波長での光吸収係数に異方性をもつ
二色性色素を添加した液晶層を有するＧＨ(ゲストホス
ト)型液晶セルが用いられる。これにより、高周波重畳
モジュールおよび偏光子が不要となるとともに、光軸合
わせも不要となる。また、制御回路も簡易なものとな
り、小型化，低コスト化を図ることができる。

【００１６】また、請求項６，請求項７記載の発明で
は、前記電気光学素子には、可逆的に電気的着消色反応
を有するエレクトロクロミック(ＥＣ)材料を用いたＥＣ
型調光素子が用いられる。これにより、高周波重畳モジ
ュールおよび偏光子が不要となるとともに、光軸合わせ
も不要となる。また、制御回路もＤＣ駆動が可能な簡易
なものとなり、小型化，低コスト化を図ることができ
る。

【００１７】また、請求項８記載の発明では、前記ＥＣ
型調光素子のＥＣ材料が有機色素系，高分子系，フシロ
タシアニン系の酸化還元反応を有する有機材料からなる
ようにしている。これにより、高周波重畳モジュールお
よび偏光子が不要となるとともに、光軸合わせも不要と
なる。また、制御回路もＤＣ駆動も可能な簡易なものと
なり、小型化，低コスト化を図ることができる。さら
に、多様な光吸収状態が利用できるので、レーザー波長
に応じた調光素子とすることが可能となる。

【００１８】また、請求項９記載の発明では、請求項１
記載の光ピックアップ装置において、前記光源には、半
導体レーザー素子が用いられ、前記電気光学素子は、半
導体レーザー素子を収容するパッケージ内にまたはパッ
ケージ上に、配設される。これにより、小型で軽量な光
ピックアップを提供できる。また、電気光学素子専用の
駆動回路基板は必要ないため、より小型化，低コスト化
を図ることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明に係る光ピックアッ
プ装置の構成例を示す図である。

【００２０】図１を参照すると、この光ピックアップ装
置は、図９に示した光ピックアップ装置と同様に、光源
である半導体レーザー１と、半導体レーザー１からの光
を平行光にするコリメートレンズ３と、半導体レーザー
１からの光の光量をモニターする受光素子１１と、コリ
メートレンズ３からの平行光を記録媒体７に集光する対
物レンズ６と、記録媒体７からの反射光と半導体レーザ
ー１からの出射光とを分離する偏光ビームスプリッタ４
と、１／４波長板５と、偏光ビームスプリッタ４により
半導体レーザー１からの出射光と分離された記録媒体７
からの反射光を集光する集光レンズ８と、集光レンズ８
からの集光光，すなわち反射光を受けて記録媒体７の信
号を検出する受光素子９とを有しているが、この光ピッ
クアップ装置では、半導体レーザー１とコリメートレン
ズ３との間には、さらに、光の透過率を制御可能な電気
光学素子２が設けられている。換言すれば、電気光学素
子２は、情報の再生時には、前記光源からの光の透過率
を低透過率に制御され、また、情報の記録時には、前記
光源からの光の透過率を高透過率に制御されるようにな
っている。

【００２１】ここで、記録媒体７には、色素メディア
や、相変化メディアや、ＭＯメディア(光磁気メディア)
などを用いることができ、この場合、光ピックアップ装
置は、色素メディアを用いて記録(追記)を行なったり、
相変化メディアやＭＯメディアを用いて記録(追記また
は書替え)を行なったりする情報記録再生装置として機
能する。

【００２２】このような構成の光ピックアップ装置で
は、記録媒体への記録時(書込時)には、半導体レーザー
１の出力を高パワーにするので戻り光の影響を受け難
く、半導体レーザー１の寿命との関係から半導体レーザ
ー１での発光パワーがなるべく小さくなるよう、電気光
学素子２の光の透過率が高透過なものとするよう制御す
る。一方、記録媒体７からの情報の再生時(読出時)に
は、半導体レーザー１の出力を低パワーにするので戻り
光の影響を受け易くなる。従って、再生時(読出時)に
は、記録媒体７に到達する光量が従来と変わらないよう
受光素子１１で監視しながら、電気光学素子２の光の透
過率が低透過なものとなるよう電気光学素子２を制御
し、かつ、半導体レーザー１がしきい値電流での発光パ
ワーよりも数ｍＷ大きく発光するよう半導体レーザー１
の出力を従来に比べて上げる。

【００２３】このような制御を行なうことで、再生時に
おいても、半導体レーザー１からの出力を従来よりも高
く設定でき、半導体レーザー１は、戻り光の影響を受け
難くなり、また、電気光学素子２の透過率が低く設定さ
れることにより、半導体レーザー１への戻り光率も減少
し、半導体レーザー１の発光を安定なものにし、ノイズ
を低減することができる。このように、高価かつ大型の
高周波重畳回路などを用いることなく、半導体レーザー
１とコリメートレンズ３との間に、光の透過率の制御機
能を有する電気光学素子２を設けるだけの簡単な構成
で、戻り光の影響を受け難くすることができ、小型，低
コストの光ピックアップ装置を提供することができる。

【００２４】図２は電気光学素子２の一例を示す断面図
である。図２の電気光学素子２では、一対のガラス基板
２１ａ，２１ｂのそれぞれに、ＩＴＯからなる透明電極
２２ａ，２２ｂが形成され、さらにポリイミドからなる
配向膜２３ａ，２３ｂが形成されており、各配向膜２３
ａ，２３ｂには、ラビングによる配向処理が施されてい
る。

【００２５】また、一対のガラス基板２１ａ，２１ｂ
は、ギャップ材２４によって所定の間隔をへだてて対向
して配設され、一対のガラス基板２１ａ，２１ｂ間のス
ペースは、シール材２５によって封止されており、この
スペースには、所定の液晶２７が封入されている。例え
ば、正の誘電異方性を有するネマチック液晶が厚さ５μ
ｍの液晶層２７として形成されている。

【００２６】すなわち、この電気光学素子２は、液晶セ
ルとして構成されており、この液晶セルは液晶分子長軸
の配向方向すなわちラビングの方向が上方のガラス基板
２３ａと下方のガラス基板２３ｂとで９０゜異なるよう
に配向処理が施されている場合、液晶層は連続的に９０
゜捻れて配向するようになっている。なお、このような
構成の液晶セルは一般にツイストネマチック(ＴＮ)型液
晶セルと呼ばれており、この種の液晶セルの応答速度
は、立ち上がり時間＋立ち下がり時間（透過率Ｔ：３０
％−８５％）で約６０ｍ秒程度である。

【００２７】このような液晶セルを電気光学素子２とし
て用いる場合には、半導体レーザー１からの光(直線偏
光)の偏光面とこれに隣接するガラス基板２４ａ，２４
ｂ面での液晶分子の配向方向とが一致するように、この
液晶セルを配置する。

【００２８】また、図２に示すように、この液晶セルの
半導体レーザー１とは反対の側には、例えば偏光子（検
光子）２６が配置されており、このような偏光子(検光
子)２６は、この偏光子２６の偏光軸とこれに隣接する
ガラス基板面での液晶分子の配向方向とが一致するよう
に配置される。

【００２９】このような配置の下で、この液晶セルに加
わる電圧Ｖと透過率Ｔとの関係は、図３に示すようなも
のとなる。すなわち、この液晶セルに低電圧を印加する
と、この液晶セルに入射した半導体レーザー１からの光
の偏光面は、液晶分子のねじれに応じて９０゜旋光し、
しかる後、偏光子２６によって吸収される。すなわち、
この液晶セルに加わる電圧が低電圧のときには、半導体
レーザー１からの光は、低透過率に制御される。

【００３０】一方、この液晶セルに高電圧を印加する
と、液晶分子はねじれ配向が解消され、この結果、この
液晶セルに入射した半導体レーザー１からの光は、その
偏光面を変えずに直進し偏光子２６を透過する。すなわ
ち、この液晶セルに加わる電圧が高電圧のときには、半
導体レーザー１からの光は、高透過率に制御される。

【００３１】この液晶セルでは、このような透過率制御
が可能となるので、この液晶セルを電気光学素子２とし
て光ピックアップ装置に用いるとき、例えば、記録時に
は、光源，すなわち半導体レーザーの発光パワーを３５
ｍＷ，電気光学素子２の透過率を８５％に設定して記録
媒体７までの光利用効率が４０％の光学系とすることが
でき、記録媒体７上での記録パワーを約１２ｍＷに設定
することができる。

【００３２】一方、再生時には、半導体レーザーの発光
パワーを８ｍＷ，電気光学素子２の透過率を３０％に設
定することができ、この場合、記録時と同一の光学系を
透過した記録媒体７上での再生パワーを約１ｍＷに設定
することができる。

【００３３】前述したように、半導体レーザーは、その
発光パワーが５ｍＷ程度までは戻り光によるノイズの影
響が大きくなるが、本実施例によれば、再生時でも十分
な発光パワー，例えば８ｍＷを用いることができるの
で、高周波重畳回路などを用いずともノイズの影響を防
止することができる。また、電気光学素子２は、セグメ
ントタイプ(約５ｍｍ角×１画素)で良く、制御回路も記
録／再生時に対応したＯＮ／ＯＦＦパルスを印加するだ
けで良いため非常に小型で低コストである。また、半導
体レーザーの発光制御に用いられるオートパワーコント
ロール(ＡＰＣ)回路の併用も可能である。

【００３４】また、上述の実施形態では、液晶セルとし
て、ネマチック液晶が厚さ５μｍの液晶層として形成さ
れたものを用いたが、これのかわりに、強誘電性液晶が
例えば厚さ２μｍの液晶層として形成されているものを
用いることもできる。この場合、この液晶セルは、厚さ
２μｍが液晶のらせんピッチ以下のものとなっており、
液晶は、基板表面で平行配向するために、液晶層はヘリ
カル構造がとれなくなり、らせんがほどけた双安定構造
となる。すなわち、液晶分子のうちのあるものは、ディ
レクタが右に角度θ傾いた状態で配向し、他のものはデ
ィレクタが左に角度θ傾いた状態で配向している。

【００３５】このような液晶セルでは、図４(ａ)，(ｂ)
に示すように、このセルに正あるいは負の電界を印加す
ることで、自発分極が上向きあるいは下向きの安定状態
となり、この液晶セルに光スイッチ動作を行なわせるこ
とができる。このような液晶セルは一般にSSFLC(Surfac
e Stabilized Ferroelectric Liquid Crystal)型と呼ば
れており、この液晶セルの応答速度は、立ち上がり時間
＋立ち下がり時間(透過率Ｔ：３０％−８５％)で約０．
２ｍ秒である。

【００３６】この液晶セルを電気光学素子２として用い
る場合には、半導体レーザーからの光(直線偏光)の偏光
面と液晶分子のディレクタの方向とが一致するように、
この液晶セルを配置する。また、この液晶セルの半導体
レーザーとは反対の側に偏光子(検光子)を配置すると
き、この偏光子の偏光軸と半導体レーザーからの光の偏
光面とが垂直となるように、偏光子(検光子)を配置す
る。

【００３７】このような配置の下で、この液晶セルに順
電圧を印加すると、この液晶セルに入射した半導体レー
ザーからの光の偏光面と液晶分子の配向方向とが一致し
ていることにより、半導体レーザーからの光は、偏光子
によって吸収される。すなわち、この液晶セルに順電圧
を加えるとき、半導体レーザーからの光は、低透過率に
制御される。

【００３８】一方、この液晶セルに逆電圧を印加する
と、液晶分子の配向方向が回転するため、半導体レーザ
ーからの光は、液晶セル内でその偏光面が回転し、偏光
子を透過する。すなわち、この液晶セルに逆電圧を加え
るとき、半導体レーザーからの光は、高透過率に制御さ
れる。

【００３９】このように、ＳＳＦＬＣ型の液晶セルにお
いても、前述のＴＮ型液晶セルと同様に、半導体レーザ
ーからの光の透過率制御が可能であるので、この液晶セ
ルを電気光学素子２として光ピックアップ装置に用い、
記録あるいは再生時において前述したと同様に、半導体
レーザーの発光パワー，電気光学素子２の透過率，記録
媒体７までの光利用効率を設定すると、記録媒体７上で
の最適な記録パワーおよび再生パワーを得ることができ
る。すなわち、再生時においても、半導体レーザーの発
光パワーを十分な大きさの発光パワー，例えば８ｍＷと
することができて、高周波重畳回路を用いずとも、ノイ
ズの影響を防止することができる。

【００４０】また、ＳＳＦＬＣ型の液晶セルからなる電
気光学素子も、ＴＮ型液晶セルからなる電気光学素子と
同様に、非常に小型で、制御回路も簡易なものにするこ
とができて、低コスト化を図ることが可能となる。さら
に、ＳＳＦＬＣ型の液晶セルでは、非常に高速に透過率
制御を行なうことができるので、光ピックアップ装置の
電気光学素子２にＳＳＦＬＣ型の液晶セルを用いる場合
には、記録／再生の切り替え動作を高速に行なうことが
できる。

【００４１】また、上述の実施形態では、電気光学素子
２，すなわち、液晶セルの基本構成が図２に示すような
ものとなっており、透明電極２２ａ，２２ｂ上には、そ
れぞれ、ポリイミドからなる配向膜２３ａ，２３ｂが形
成されているが、このような配向膜を形成せずに、例え
ば図５(ａ)，(ｂ)に示すように一対のガラス基板２１
ａ，２１ｂ間のスペースに封入された液晶層として、ポ
リマーの溶液中に、ドロップレット(液状小滴)の形に液
晶を分散させたものを用いることもできる。より、具体
的には、常光屈折率ｎ_oがポリマーの屈折率ｎ_pと等しい
ネマチック液晶をそのポリマーの溶液に分散させ、その
エマルジョンにより液晶層を製膜することで、直径約２
μｍのドロップレット(液状小滴)状の液晶がポリマー中
に形成されたＰＤＬＣ(Polimer Dispersed Liquid crys
tal)セルとして、液晶セルを構成することもできる。な
お、このような構成の液晶セルは、特にＮＣＡＰ(Nemat
ic Curvilinear Aligned Phase：ネマチック曲線式整列
相)液晶セルと呼ばれている。

【００４２】このようなＰＤＬＣ液晶セルを光ピックア
ップ装置の電気光学素子２として用いる場合、この液晶
セルに電圧を印加していないときには、図５(ａ)に示す
ように、ドロップレット中の液晶はランダムに配向して
おり、液晶の常光屈折率ｎ_oとポリマーの屈折率ｎ_pとが
一致しないため、半導体レーザー１からの入射光は、液
晶とポリマーとの界面で乱反射されて不透明となり低透
過率に制御される。一方、この液晶セルに短形交流電圧
を印加すると、図５(ｂ)に示すように、ドロップレット
中の液晶分子の長軸は電界と並行に配向し、液晶の常光
屈折率ｎ_oとポリマーの屈折率ｎ_pとが一致するため、半
導体レーザー１からの入射光は、液晶とポリマーとの界
面で散乱されずに透明となり、高透過率に制御される。

【００４３】このようなＰＤＬＣ液晶セルの応答速度
は、立ち上がり時間＋立ち下がり時間(透過率Ｔ：３０
％−８５％)で約５０ｍ秒である。また、このような液
晶セルを電気光学素子２として用いる場合には、半導体
レーザーからの光(直線偏光)がこの液晶セルを透過する
とき、その偏光面と偏光子の透過軸とが一致するように
偏光子を配置する。一般に、光散乱型液晶セルを用いた
調光素子では、光散乱による低透過制御を行なうと、部
分的な偏光解消が生じるため出射光は完全な直線偏光で
はない。従って、このような液晶セルでは、偏光子を設
けることにより直線偏光を得ることができる。その他の
電気光学素子として、動的散乱型液晶セルを用いること
ができる。この液晶セルは、非抵抗値を低く設定したネ
マチック液晶を水平もしくは垂直配向させたもので、こ
の液晶の遮断周波数ｆｃ以上の交流電圧あるいは電圧無
印加時には液晶は初期配向しているため透明状態であり
高透過率を有している。また、ｆｃ以下の交流電圧を印
加すると、液晶は乱流状態となり配向が無秩序な無数の
ドメインが生じ、光はそれらのドメインの境界で屈折し
散乱するため不透明状態となり低透過率を有する。よっ
てＰＤＬＣセルと同様の効果を得ることができる。

【００４４】ＰＤＬＣ液晶セルを用いる場合にも、上記
のような透過率制御をもとに、情報記録再生装置での記
録あるいは再生時において、前述したと同様に、半導体
レーザー光源の発光パワー、電気光学素子の透過率、記
録媒体７までの光利用効率を設定すると、記録媒体７上
での最適な記録パワーおよび再生パワーを得ることがで
きる。すなわち、再生時でも十分な発光パワーを用いる
ことができるため、高周波重畳回路を用いずとも、ノイ
ズの影響を防止することができる。また、この場合、電
気光学素子も非常に小型で、制御回路も簡易なものとな
り低コスト化が可能となる。さらに、ＰＤＬＣ液晶セル
では、配向膜形成や配向処理が不要となるため、電気光
学素子２にＰＤＬＣ液晶セルを用いる場合には、より低
コストで高信頼性の光ピックアップ装置を提供すること
ができ、また、液晶セルの光軸合わせも不要であり、光
利用効率の低下を防止することもできる。

【００４５】また、図２の構成において、一対のガラス
基板２１ａ，２１ｂ間のスペースに封入される液晶層と
して、吸収係数の異方性を有する二色性色素を添加した
ネマチック液晶を用いることもできる。この場合、透明
電極２２ａ，２２ｂ上にそれぞれ形成される配向膜２３
ａ，２３ｂは、ラビングにより液晶分子が基板に平行に
配向するよう配向処理がなされている。

【００４６】このような液晶セルにおいて、二色性色素
としてＰ型(正)の色素が用いられる場合、この液晶セル
は、棒状の分子軸に並行な偏光成分を吸収し、棒状の分
子軸に垂直な偏光成分を透過する性質を有している。な
お、二色性色素としてＰ型色素が用いられる場合には、
液晶層は、Ｐ型色素と正の誘電異方性を有する液晶との
混合物として構成する。このような構成の液晶セルは、
一般にＧＨ(ゲストホスト)型液晶セルと呼ばれており、
ネガ表示となる。

【００４７】このようなＧＨ型液晶セルを電気光学素子
２として用いる場合には、半導体レーザー１からの光
(直線偏光)の偏光面とこれに隣接するガラス基板面での
液晶分子の配向方向とが一致するように、この液晶セル
を配置する。

【００４８】このような配置の下で、この液晶セルに低
電圧を印加するか、あるいは、電圧を印加しないときに
は、図６(ａ)に示すように、色素分子は液晶分子に並行
に配向しかつ液晶分子は基板と並行でラビング方向に配
向しているため、半導体レーザー１からの光は色素によ
り吸収されて、低透過率に制御される。一方、この液晶
セルに高電圧を印加すると、図６(ｂ)に示すように、液
晶分子は基板と垂直方向に配向するため、色素分子も同
一方向に配向が変化し、半導体レーザー１からの光は色
素より吸収されなくなり、高透過率に制御される。換言
すれば、ＧＨ型液晶セルを用いる場合には、二色性色素
による吸収を用いているため、偏光子を設ける必要がな
くなる。

【００４９】このようなＧＨ型液晶セルの具体例とし
て、最大吸収波長が７６０ｎｍのアントラキノン系の二
色性色素を液晶に対し溶解度３％で溶解させ液晶層とす
ることができる。この場合、液晶セルの応答速度は、立
ち上り時間＋立ち下がり時間(透過率Ｔ：３０％−８５
％)で約１２０ｍ秒程度のものとなる。

【００５０】ＧＨ型液晶セルを用いる場合にも、上記の
ような透過率制御をもとに、情報記録再生装置での記録
あるいは再生時において、前述したと同様に、半導体レ
ーザー光源の発光パワー、電気光学素子の透過率、記録
媒体７までの光利用効率を設定すると、記録媒体７上で
の最適な記録パワーおよび再生パワーを得ることができ
る。すなわち、再生時でも十分な発光パワーを用いるこ
とができるため、高周波重畳回路を用いずとも、ノイズ
の影響を防止することができる。また、この場合、電気
光学素子も非常に小型で、制御回路も簡易なものとなり
低コスト化が可能となる。さらに、ＧＨ型の液晶セルを
電気光学素子に用いる場合、ＧＨ型の液晶セルでは、偏
光子が不要となるため、より低コストとなる。また、偏
光子の光軸合わせも不要であり、光利用効率の低下を防
止することもできる。

【００５１】また、上述の各実施形態では、電気光学素
子２に、液晶セルを用いているが、液晶セル以外の素子
を用いることもできる。図７には、電気光学素子２の他
の例が示されており、この電気光学素子２は、ガラス基
板３１ｂ上に、ＩＴＯからなる下部透明電極３２ｂ，酸
化タングステン系のエレクトロクロミック(ＥＣ)膜３
３，ＩＴＯからなる上部透明電極３２ａが順次に形成さ
れ、上部透明電極３２ａ上にＥＣ膜の保護層として、オ
ーバーコート層あるいはガラス基板３１ａが形成され
て、ＥＣ型調光素子として構成されている。なお、これ
らの金属酸化物からなる各層は、低温プラズマ蒸着など
のＥＣ特性劣化の少ない低温プロセスで成膜することが
できる。

【００５２】このようなＥＣ型調光素子では、上部透明
電極３２ａに負の電圧を印加すると、酸化タングステン
系のＥＣ膜３３に、ＷＯ₃＋ｘＭ⁺＋ｘｅ^-→ＭｘＷＯ₃な
る着色反応(Ｍ⁺はＨ⁺，Ｌｉ⁺などのカチオン)が起こ
り、ＥＣ膜３３にこのような着色反応が起こると、半導
体レーザー１からの光は、このＥＣ膜３３で光吸収さ
れ、低透過率に制御される。このようにＥＣ型調光素子
を用いる場合には、ＥＣ膜３３による吸収を用いている
ため、ＧＨ型液晶セルと同様、偏光子は不要となる。一
例として、ＥＣ型調光素子の応答速度は、素子面積が２
５ｍｍ²であるとき、立ち上り時間＋立ち下がり時間(透
過率Ｔ：３０％−８５％)で約２００ｍ秒である。

【００５３】ＥＣ型調光素子を用いる場合にも、上記の
ような透過率制御をもとに、情報記録再生装置での記録
あるいは再生時において、前述したと同様に、半導体レ
ーザー光源の発光パワー、電気光学素子の透過率、記録
媒体７までの光利用効率を設定すると、記録媒体７上で
の最適な記録パワーおよび再生パワーを得ることができ
る。すなわち、再生時でも十分な発光パワーを用いるこ
とができるため、高周波重畳回路を用いずとも、ノイズ
の影響を防止することができる。

【００５４】さらに、電気光学素子２にＥＣ型調光素子
を用いる場合、ＥＣ型調光素子は、非常に小型で、ま
た、各種の液晶セル型と異なりＤＣ駆動が可能であるの
で、制御回路もより簡易なものとなり、低コスト化が可
能となる。また、ＥＣ型調光素子を用いる場合には偏光
子が不要となるため、より低コストとなる。また、ＥＣ
型調光素子を用いた電気光学素子では、偏光子の光軸合
わせも不要であり、光利用効率の低下を防止することが
できる。

【００５５】なお、上述の実施形態では、ＥＣ材料とし
て、酸化タングステン系のものを用いたが、これのかわ
りに、酸化モリブデン系，酸化イリジウム系，プルシア
ンブルー系などの無機薄膜を用いることもできる。上記
透明電極３２ａに負の電圧を印加するとき、例えば、酸
化モリブデン系では、Ｍ_OＯ₃＋ｘＭ⁺＋ｘｅ^-→ＭｘＭ_O
Ｏ₃なる着色反応が起こり、また、酸化イリジウム系で
は、Ｉｒ(ＯＨ)_n→ＩｒＯｘ(ＯＨ)_n-×＋ｘＨ⁺＋ｘｅ^-
なる着色反応が起こり、また、プルシアンブルー系で
は、Ｋ₄Ｆｅ₄ ²⁺〔Ｆｅ^II(ＣＮ)₆〕₃→Ｆｅ₄ ³⁺〔Ｆｅ
^II(ＣＮ)₆〕₃＋４ｅ^-＋４Ｋ⁺なる着色反応が起こり、酸
化タングステン系と同様のＥＣ型調光素子を得ることが
できる。また、ＥＣ型調光素子として、このような無機
薄膜による全固体型の他に、イオン伝導性に優れたＭＡ
ｇ₄Ｉ₅，Ｎａ₃Ｚｒ₂Ｓｉ₂ＰＯ₁₂，ＮａＹＳｉ₄Ｏ₁₂など
の固体電解質を用い、イオン供給源とする構成としても
よい。

【００５６】さらに、有機色素系，高分子系，フタロシ
アニン系のＥＣ型調光素子を用いることもできる。

【００５７】例えば、有機色素系のＥＣ型調光素子で
は、還元発色型ＥＣ色素と酸化発色型ＥＣ色素との混合
物を含むＥＣ材料が用いられる。このＥＣ型調光素子で
は、電圧を印加しない時すなわち中性時には、還元型お
よび酸化型色素ともに無色となり、また、正電圧を印加
する時すなわち酸化時には、酸化型色素が発色し、ま
た、負電圧を印加する時すなわち還元時には、還元型色
素が発色する。従って、このＥＣ型調光素子を電気光学
素子２として用いる場合、レーザー光の波長に応じた色
素を選定することで、多様な光吸収状態が利用できる。

【００５８】また、高分子系のＥＣ型調光素子は、発色
基を含むＥＣ材料を透明電極３２ｂ上に高分子膜状に形
成し、対向透明電極３２ａとの間に電解質材料を充填し
た構造となっている。この場合、透明電極３２ｂに負電
圧を印加することで、ＥＣ材料内に電子を注入して発色
基を還元発色させることができると同時に、対向透明電
極３２ａでは電解質材料の金属イオンを酸化することが
できる。これに対し、透明電極３２ｂに正電圧を印加す
ると、逆の反応により発色基を消色させることができ
る。このように、高分子系の素子では、レーザー光の波
長に応じた発色基を選定することができるとともに、両
電極３２ａ，３２ｂでの反応を行なうため発色基の劣化
の少ない安定なＥＣ型調光素子が得られる。この他に、
ポリアニリンなどの導電性高分子を用いることもでき、
導電性高分子を用いる場合には、信頼性が高くかつ多色
発色が可能な調光素子が得られる。

【００５９】また、フタロシアニン系のＥＣ型調光素子
は、透明電極上に真空蒸着によりルテチウムジフタロシ
アニン(ＬｕＰｃ２)，コバルトフタロシアニン，オクタ
シアノフタロシアニンなどの希土類ジフタロシアニンの
薄膜を形成したものであり、正負電圧印加の制御による
酸化還元状態に応じて(酸化)紫色−青色−緑色−赤橙色
(還元)のような多段階の着色反応を示す。このように、
フタロシアニン系の素子では、レーザー光の波長に応じ
た発色を正負電圧印加の制御によって選定することがで
きる。

【００６０】また、上述の各実施形態において、電気光
学素子２は、これを半導体レーザー１と例えば一体に
(半導体レーザー１に組込んで)形成することができる。
例えば、半導体レーザー１のパッケージ内にまたはパッ
ケージ上に電気光学素子２を配置することができる。図
８(ａ)は、半導体レーザー１の一例を示す図であり、図
８(ａ)には、電気光学素子２が半導体レーザー１のパッ
ケージ５１上に取り付けられ、半導体レーザー１に組み
込まれている状態が示されている。

【００６１】すなわち、図８(ａ)を参照すると、レーザ
基板５２上のマウント５３には、半導体レーザーチップ
５４が固定されワイヤーボンディング５５により接続さ
れている。また、レーザ基板５２には、半導体レーザー
チップ５４を付勢するためのレーザー駆動用接続端子５
６が形成されており、このレーザ基板５２をガラス窓５
７を有する金属パッケージ５１内に固定封止して半導体
レーザー１が構成されている。

【００６２】図８(ａ)の例では、さらに、ガラス窓５７
の上方の金属パッケージ５１上に、電気光学素子２が接
着固定されており、この電気光学素子２の電極配線５８
は、レーザ基板５２に配線接続され、また、レーザ基板
５２には、レーザ駆動用接続端子５６とともに、電気光
学素子２を付勢するための電気光学素子駆動用接続端子
５９が形成されている。

【００６３】また、図８(ｂ)は図８(ａ)の半導体レーザ
ー１の駆動用回路基板の一例を示す図であり、この駆動
用回路基板６０には、半導体レーザーチップ５４を駆動
するためのレーザー駆動回路６１とともに、電気光学素
子２を駆動するための電気光学素子駆動回路６２も実装
されている。

【００６４】図８(ａ)のように、電気光学素子２を半導
体レーザー１に組み込んで配設することにより、電気光
学素子２を設ける場合にも、電気光学素子２が設けられ
ていない場合と同様の光学系のレイアウトが可能となり
(光学系の高さ，幅，奥行きがほとんど変わらず)、小型
で軽量な光ピックアップ装置を提供できる。また、レー
ザ基板５２上に、レーザー駆動用接続端子５６とともに
電気光学素子駆動用接続端子５９を形成しているので、
図８(ｂ)に示すように、レーザー駆動用回路基板６０に
電気光学素子駆動用回路６２を追加実装するだけで済
む。すなわち、電気光学素子専用の駆動回路基板を別途
に設ける必要もなくなり、装置を低コストに維持でき
る。

【００６５】また、図８(ａ)の例では、ガラス窓５７と
は別に電気光学素子２を設けたが、半導体レーザー１の
金属パッケージ５１のガラス窓５７の代わりに電気光学
素子２を配置することもでき、この場合には、より小型
化が可能となる。なお、この場合、金属パッケージ５１
の外側に電気光学素子２を配設することもできるが、金
属パッケージ５１の内側に(図８(ａ)においてガラス窓
５７が配置されているところに)、ガラス窓５７のかわ
りに電気光学素子２を配設することもできる。

【００６６】

【発明の効果】以上に説明したように、請求項１記載の
発明によれば、光源からの光を記録媒体に入射させ、情
報の記録または再生を行なう光ピックアップ装置におい
て、前記光源から前記記録媒体に至る光路中に、光の透
過率を制御可能な電気光学素子が配置され、該電気光学
素子は、情報の再生時には、前記光源からの光の透過率
を低透過率に制御され、また、情報の記録時には、前記
光源からの光の透過率を高透過率に制御されるようにな
っているので、高周波重畳モジュールを用いずとも、戻
り光によるノイズを抑えることができ、光ピックアップ
装置の小型化，低コスト化，消費電力の省力化を図るこ
とができる。

【００６７】また、請求項２記載の発明によれば、前記
電気光学素子には、ツイストネマチック(ＴＮ)型液晶セ
ルが用いられるので、再生時でも十分な発光パワーとな
り、高周波重畳モジュールを用いずとも、戻り光による
ノイズを抑えることができるとともに、制御回路も簡易
なものとなり、小型化，低コスト化を図ることができ
る。

【００６８】また、請求項３記載の発明によれば、前記
電気光学素子には、ＦＣＬ(Ferroelectric Liquid Crys
tal)型液晶セルが用いられるので、高周波重畳モジュー
ルが不要となるともに、さらに、高速に透過率制御を行
なうことができて、記録／再生の切り替え動作時間にほ
とんど影響を与えることがない。また制御回路も簡易な
ものとなり、小型化，低コスト化を図ることができる。

【００６９】また、請求項４記載の発明によれば、前記
電気光学素子には、ネマチック液晶をポリマーに分散さ
せた液晶層を有するＰＤＬＣ(Polimer Dispersed Liqui
d Crystal)セルまたは動的散乱型液晶セルが用いられる
ので、高周波重畳モジュールが不要となるとともに、さ
らに、より低コストで信頼性の高い電気光学素子が得ら
れ、光軸合わせも不要となる。また、制御回路も簡易な
ものとなり、小型化，低コスト化を図ることができる。

【００７０】また、請求項５記載の発明によれば、前記
電気光学素子には、光源波長での光吸収係数に異方性を
もつ二色性色素を添加した液晶層を有するＧＨ(ゲスト
ホスト)型液晶セルが用いられるので、高周波重畳モジ
ュールおよび偏光子が不要となるとともに、光軸合わせ
も不要となる。また、制御回路も簡易なものとなり、小
型化，低コスト化を図ることができる。

【００７１】また、請求項６，請求項７記載の発明によ
れば、前記電気光学素子には、可逆的に電気的着消色反
応を有するエレクトロクロミック(ＥＣ)材料を用いたＥ
Ｃ型調光素子が用いられるので、高周波重畳モジュール
および偏光子が不要となるとともに、光軸合わせも不要
となる。また、制御回路もＤＣ駆動が可能な簡易なもの
となり、小型化，低コスト化を図ることができる。

【００７２】また、請求項８記載の発明によれば、前記
ＥＣ型調光素子のＥＣ材料が有機色素系，高分子系，フ
シロタシアニン系の酸化還元反応を有する有機材料から
なるようにしているので、高周波重畳モジュールおよび
偏光子が不要となるとともに、光軸合わせも不要とな
る。また、制御回路もＤＣ駆動も可能な簡易なものとな
り、小型化，低コスト化を図ることができる。さらに、
多様な光吸収状態が利用できるので、レーザー波長に応
じた調光素子とすることが可能となる。

【００７３】また、請求項９記載の発明によれば、請求
項１記載の光ピックアップ装置において、前記光源に
は、半導体レーザー素子が用いられ、前記電気光学素子
は、半導体レーザー素子を収容するパッケージ内にまた
はパッケージ上に、配設されるので、小型で軽量な光ピ
ックアップを提供できる。また、電気光学素子専用の駆
動回路基板は必要ないため、より小型化，低コスト化を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光ピックアップ装置の構成例を示
す図である。

【図２】電気光学素子の一構成例を示す断面図である。

【図３】液晶セルに加わる電圧と透過率との関係を示す
図である。

【図４】ＳＳＦＬＣ型液晶セルを説明するための図であ
る。

【図５】ＰＤＬＣ液晶セルを説明するための図である。

【図６】ＧＨ型液晶セルを説明するための図である。

【図７】電気光学素子の他の構成例を示す図である。

【図８】電気光学素子を半導体レーザーに組み込む一例
を示す図である。

【図９】従来の一般的な光ピックアップ装置の構成図で
ある。

【図１０】高周波重畳モジュールが取付けられた光ピッ
クアップ装置を示す図である。

【符号の説明】

１半導体レーザー２電気光学素子３コリメートレンズ４偏光ビームスプリッタ５１／４波長板６対物レンズ７記録媒体８集光レンズ９受光素子２１ａ，２１ｂガラス基板２２ａ，２２ｂ透明電極２３ａ，２３ｂ配向膜２４ギャップ材２５シール材２６偏光子２７液晶３１ａ，３１ｂガラス基板３２ａ，３２ｂ透明電極３３ＥＣ膜５１パッケージ５２レーザ基板５３マウント５４レーザチップ５５ワイヤーボンディング５６レーザー駆動用接続端子５７ガラス窓５８電極配線５９電気光学素子駆動用接続端子６０レーザー駆動用回路基板６１レーザー駆動回路６２電気光学素子駆動用回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源からの光を記録媒体に入射させ、情
報の記録または再生を行なう光ピックアップ装置におい
て、前記光源から前記記録媒体に至る光路中に、光の透
過率を制御可能な電気光学素子が配置され、該電気光学
素子は、情報の再生時には、前記光源からの光の透過率
を低透過率に制御され、また、情報の記録時には、前記
光源からの光の透過率を高透過率に制御されるようにな
っていることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】請求項１記載の光ピックアップ装置にお
いて、前記電気光学素子には、ツイストネマチック(Ｔ
Ｎ)型液晶セルが用いられることを特徴とする光ピック
アップ装置。
【請求項３】請求項１記載の光ピックアップ装置にお
いて、前記電気光学素子には、ＦＣＬ(Ferroelectric L
iquid Crystal)型液晶セルが用いられることを特徴とす
る光ピックアップ装置。
【請求項４】請求項１記載の光ピックアップ装置にお
いて、前記電気光学素子には、ネマチック液晶をポリマ
ーに分散させた液晶層を有するＰＤＬＣ(Polimer Dispe
rsed Liquid Crystal)セルまたは動的散乱型液晶セルが
用いられることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項５】請求項１記載の光ピックアップ装置にお
いて、前記電気光学素子には、光源波長での光吸収係数
に異方性をもつ二色性色素を添加した液晶層を有するＧ
Ｈ(ゲストホスト)型液晶セルが用いられることを特徴と
する光ピックアップ装置。
【請求項６】請求項１記載の光ピックアップ装置にお
いて、前記電気光学素子には、可逆的に電気的着消色反
応を有するエレクトロクロミック(ＥＣ)材料を用いたＥ
Ｃ型調光素子が用いられることを特徴とする光ピックア
ップ装置。
【請求項７】請求項６記載の光ピックアップ装置にお
いて、前記ＥＣ型調光素子のＥＣ材料が酸化タングステ
ン系，酸化モリブデン系，プルシアンブルー系の無機薄
膜あるいは固体電解質からなることを特徴とする光ピッ
クアップ装置。
【請求項８】請求項６記載の光ピックアップ装置にお
いて、前記ＥＣ型調光素子が有機色素系，フタロシアニ
ン系の酸化還元反応を有する有機材料からなることを特
徴とする光ピックアップ装置。
【請求項９】請求項１記載の光ピックアップ装置にお
いて、前記光源には、半導体レーザー素子が用いられ、
前記電気光学素子は、半導体レーザー素子を収容するパ
ッケージ内にまたはパッケージ上に、配設されることを
特徴とする光ピックアップ装置。