DE3889598T2 - Optisches Aufnahmegerät und optische Platte. - Google Patents

Optisches Aufnahmegerät und optische Platte.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine optische Aufzeichnungsvorrichtung zur Ausbildung einer Vorformatierung auf einer optischen Platte.
  • Vorgeschlagen wird eine optische Platte, bei der die Information über das Inhaltsverzeichnis, ein Impulssignal vorbestimmter Periode und dergleichen als Pits oder Bumps auf der Einlauf- oder Auslaufspur vorher aufgezeichnet sind und weiterhin eine breite Rille für die Aufzeichnung von Datensignalen vorgesehen ist. Wie man in Fig. 1 sieht, befinden sich das Gebiet mit vorher ausgebildeten Pits 31 und eine breite Rille 32 nebeneinander auf einer beschreibbaren optischen Platte. Hierzu werden bei der Erzeugung unterschiedlich breiter Muster auf einer Mutterplatte, nämlich der Pits 31 und der Rille 32, den jeweiligen Breiten entsprechende Aufzeichnungsfoki eingerichtet, und beide Aufzeichnungsfoki werden ein- und ausgeschaltet.
  • EP-A-0108258, worauf die Oberbegriffe der beigefugten Ansprüche 1 und 6 beruhen, beschreibt ein System zur Herstellung einer Mutterplatte, bei dem Vertiefungen durch einen ersten fokussierten Laserstrahl erzeugt werden und eine breitere Rille durch einen zweiten fokussierten Laserstrahl ausgebildet wird
  • Erzeugt man die Pits 31 und die Rille 32 mit ihren unterschiedlichen Breiten unabhängig voneinander mit den unterschiedlichen Aufzeichnungsfoki, so kommt es zu folgenden Problemen:
  • Erstens ist für den Fall, daß die Fokusdurchmesser unter Verwendung derselben Linse durch Änderung der numerischen Apertur (NA) verändert werden, kein großer Wert für das Verhältnis der Fokusdurchmesser einstellbar. So können z.B. der Fokus von 0,5 um Breite und die Rille von 1,1 um Breite auf diese Weise nicht zugleich erzeugt werden. Zweitens bedingt die Notwendigkeit, zwei Strahlen zu erzeugen, einen großen Wert für die erforderliche Laserleistung.
  • Drittens könnte für den Fall, daß der Strahlfokus mit dem großen Durchmesser keine gute Strahlform aufweist, keine Rille mit steilem Querschnittsprofil erzeugt werden. Viertens kommt es durch den Einfluß des Belichtungspegels und der Entwicklungsbedingungen leicht zu einer Änderung der Rillenbreite.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung einer optischen Aufzeichnungsvorrichtung, die die Erzeugung sowohl der Pits als auch der breiten Rille unter Verwendung nur eines Aufzeichnungsfokus gestattet und so die eben erwähnten Nachteile ausschließt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine optische Aufzeichnungsvorrichtung zur Ausbildung von Pits und einer Nachlaufrille auf einer optisch beschreibbaren Platte vorgesehen, bei der gemäß ihrer Ausführungsform Rillenabschnitte als Nachlauf-Servoinformation dienen und optische Information als Reihe von Vertiefungen aufgezeichnet ist, deren An- oder Abwesenheit die aufgezeichnete Information codiert,
  • mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Aufzeichnungsstrahls mit vorbestimmtem Fokusdurchmesser, so daß ein Muster vorbestimmter Breite auf der Platte ausgebildet werden kann,
  • mit einer im optischen Weg angeordneten Lichtmodulationseinrichtung zum Ein- und Ausschalten des Aufzeichnungsstrahls, so daß auf der Platte ein diskretes Informationsmuster in Form einer Reihe von Pits mit der vorbestimmten Breite ausgebildet werden kann,
  • mit einer Einrichtung zum Erzeugen einer Rille, die breiter als das Muster mit der vorbestimmten Breite ist,
  • und mit einer im optischen Weg der Einrichtung zur Erzeugung des Aufzeichnungsstrahls angeordneten Lichtbeugungseinrchtung,
  • dadurch gekennzeichnet,
  • daß die Einrichtung zum Erzeugen einer Rille eine Antriebseinrichtung zum Antreiben der Lichtbeugungseinrichtung umfaßt, die den Aufzeichnungsstrahl in radialer Richtung der Platte mit hoher Frequenz hin- und herbewegt und so bewirkt, daß die Platte aufgrund dieser radialen Bewegung des Aufzeichnungsstrahls mehrfach durch den Aufzeichnungsstrahl belichtet wird, so daß die Rille durch denselben Aufzeichnungsstrahl wie die Reihe von Pits mit der vorbestimmten Breite ausgebildet wird.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Ausbildung von Pits und einer Nachlaufrille auf einer optisch beschreibbaren Platte vorgesehen, bei der gemäß ihrer Ausführungsform Rillenabschnitte als Nachlauf-Servoinformation dienen und optische Information als Reihe von Vertiefungen aufgezeichnet ist, deren An- oder Abwesenheit die aufgezeichnete Information codiert, umfassend
  • die Erzeugung eines Aufzeichnungsstrahls mit vorbestimmtem Fokusdurchmesser, so daß ein Muster vorbestimmter Breite auf der Platte ausgebildet werden kann,
  • die Strahlmodulation zum Ein- und Ausschalten des Aufzeichnungsstrahls, so daß auf der Platte ein diskretes Informationsmuster in Form einer Reihe von Pits mit der vorbestimmten Breite ausgebildet werden kann,
  • das Ausbilden einer Rille, die breiter als das Muster mit der vorbestimmten Breite ist, dadurch gekennzeichnet,
  • daß der Schritt der Ausbildung einer Rille das Hin- und Herbewegen des Aufzeichnungsstrahls in radialer Richtung der Platte mit hoher Frequenz und damit die mehrfache Belichtung der Platte durch den Aufzeichnungsstrahl aufgrund dieser radialen Bewegung des Aufzeichnungsstrahls umtäßt, so daß die Rille durch denselben Aufzeichnungsstrahl wie die Reihe von Pits mit der vorbestimmten Breite ausgebildet wird.
  • Der Aufzeichnungsstrahl mit einem zur Aufzeichnung eines diskreten Informationsmusters, z.B. von Pits, geeigneten Fokusdurchmesser wird erzeugt. Mit diesem Aufzeichnungsstrahl werden die Pits erzeugt. Der Zentralort der Pits wird gewobbelt. Da sich andererseits der Aufzeichnungsstrahl in radialer Richtung der Platte hin- und herbewegt, wird eine breite Rille gebildet. Da der Aufzeichnungsstrahl in diesem Fall durch das hochfrequente Signal hin- und herbewegt wird, kommt es zur Vielfachbelichtung. Der Zentralort der derart erzeugten breiten Rille wird gewobbelt. Wie oben erklärt, werden sowohl die Pits als auch die breite Rille unter Verwendung ein und desselben Aufzeichnungsstrahls gebildet. Das obige Problem, das bei der Verwendung und dem Ein- und Ausschalten zweier Strahlen auftritt, läßt sich so vermeiden.
  • Man kann anmerken, daß US 3737589, das sich mit der Modulation eines Signals beschäftigt, welches als Rille in einer Platte ausgebildet werden soll, ein System beschreibt, bei dem ein Strahl entsprechend dem Modulationssignal transversal zu seinem Weg auf der Platte hin und her abgelenkt wird.
  • Obiger und weitere Gegenstände und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen klar werden.
  • Fig. 1 ist die Schemazeichnung eines Signalmusters auf einer Platte, auf welches die vorliegende Erfindung angewendet werden kann;
  • Fig. 2 ist das Blockschaltbild eines Ausfuhrüngsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 3A und 3B sind Schemazeichnungen, anhand deren der Betrieb des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels erläutert wird;
  • Fig. 4 ist das Blockschaltbild eines anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels, und
  • Fig. 5A und 5B sind Schemazeichnungen, anhand deren der Betrieb eines anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels erläutert wird.
  • Nun wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In Fig. 2 kennzeichnet Bezugszeichen 1 eine optisch beschreibbare Platte (Mutterplatte). Beispielsweise ist auf die Platte 1 eine Beschichtung aus Photolack von gleichmäßiger Dicke aufgebracht. Bezugszeichen 2 kennzeichnet einen Laser, z.B. einen Argon-Ionenlaser. Ein Aufzeichnungsstrahl wird vom Laser 2 in einen den akustooptischen Effekt nutzenden Lichtmodulator 3 gelenkt.
  • Wird in einem Ultraschallmedium wie Zinkmolybdat (PbMoO&sub4;), Paratellurit (TeO&sub2;) oder ähnlichem eine Ultraschallwelle erzeugt, dann kommt es zu einer periodischen Änderung des Brechungsindex, und ein Beugungsgitter vom Phasentyp entsteht. Tritt ein Laserstrahl in dieses Gebiet ein, dann ändern sich Intensität und Richtung des Laserstrahls in Abhängigkeit von Intensität und Frequenz der Ultraschallwelle. Der wechselseitige Einfluß von Ultraschallwelle und Licht ist der akustooptische Effekt. Auch eine Lichtablenkeinheit, wie sie später erläutert wird, nutzt diesen akustooptischen Effekt.
  • Über einen Treiber 5 wird ein von einem Eingangsanschluß 4 kommendes Signal dem Lichtmodulator 3 zugeführt. Im Fall der Ausbildung von Pits ist das in den Anschluß 4 eingespeiste Signal das (8 - 14 Modulations-) EFM-Signal (Pulssignal). Der Aufzeichnungsstrahl wird durch das EFM-Signal ein- und ausgeschaltet. Im Fall der Ausbildung einer Rille ist das in den Anschluß 4 eingespeiste Signal ein DC-Signal mit vorbestimmtem Pegel. Der Aufzeichnungsstrahl wird durch das DC-Signal eingeschaltet.
  • Der aus dem Lichtmodulator 3 kommende Aufzeichnungsstrahl wird in eine auf dem akustooptischen Effekt basierenden Lichtablenkeinheit 6 gelenkt. Der vorerwähnte Lichtmodulator 3 ändert bei konstant gehaltener Frequenz der Ultraschallwelle die Intensität des gebeugten Lichts. Im Gegensatz dazu ändert die Lichtablenkeinheit 6 bei konstant gehaltener Intensität des gebeugten Lichts die Frequenz der Ultraschallwelle und bewirkt so die Ablenkung.
  • Über eine Zwischenlinse 7 und ein Objektiv 8 wird der von der Lichtablenkeinheit 6 kommende Aufzeichnungsstrahl auf die Platte 1 eingestrahlt. Die Platte 1 wird von einem Spindelmotor 9 mit der konstanten linearen Geschwindigkeit (CLV) gedreht.
  • Über einen Treiber 12 wird der Lichtablenkeinheit 6 ein von einem spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 11 erzeugtes Hochfrequenzsignal zugefuhrt. Die Frequenz des Hochfrequenzsignals ändert sich derart, daß der Aufzeichnungsstrahl von der Lichtablenkeinheit 6 gewobbelt wird. Über einen Anschluß 10 wird dem VCO 11 ein Steuersignal zugeführt.
  • Wie in Fig. 3A dargestellt, liegt bei der Erzeugung von Pits am Anschluß 10 ein Steuersignal Sa der Frequenz fw=22,05 kHz. Die Frequenz des vom VCO erzeugten Hochfrequenzsignals ändert sich mit der Frequenz fw, so daß der Aufzeichnungsstrahl mit der Frequenz fw hin- und herbewegt wird. Ein Synchronsignal, ein Adressensignal und dergleichen werden durch Frequenz- oder Phasenmodulation des Steuersignals Sa aufgezeichnet. Bei der Erzeugung einer breiten Rille hingegen wird dem VCO 11, wie ebenfalls in Fig. 3A zu sehen, zusammen mit dem Signal Sa ein Signal Sb mit ausreichend hoher Frequenz f&sub0; als Steuersignal zugeführt. Unter der Annahme, daß d der mit dem Aufzeichnungsstrahl erreichte Fokusdurchmesser vorbestimmter Breite und v die lineare Geschwindigkeit bei der Aufzeichnung ist, wird die Frequenz
  • f&sub0;> v/d
  • gewählt. Beispielsweise wird unter der Annahme (d=0,5 um, v=1,25 nVs) die Frequenz f&sub0; zu (f&sub0;> 2,5 MHz, z.B. 5 MHz) eingestellt.
  • In Fig. 3B ist dargestellt, daß der Aufzeichnungsfokus bei der Erzeugung von Pits mit der Frequenz (fw=22,05 kHz) gewobbelt wird und man entsprechend dem vom Lichtmodulator 3 erhaltenen EFM-Signal einen Pit-Abschnitt 31' erhält, in dem die Pit-Breite genauso groß ist wie der Aufzeichnungsfokus. Im Rillenabschnitt hingegen beschreibt der Aufzeichnungsfokus eine Bahn in Querrichtung und belichtet den Abschnitt in diesem Gebiet mehrfach, so daß man einen Abschnitt 32' mit einer breiten Rille erhält. Nach der Entwicklung des Photolacks erhält man daher, gewobbelt mit der Frequenz fw, die dem Pit-Abschnitt 31' entsprechenden Pits sowie die dem Rillenabschnitt 32' entsprechende breite Rille. Die Breite w der Rille läßt sich im Bereich von (d≤w≤q) (q: Spurabstand) über die Amplitude des Signals Sb ändern.
  • Andererseits kann man auch die lineare Geschwindigkeit bei der Aufzeichnung so langsam wie notig machen und auf diese Weise die Vielfachbelichtung durchführen. Außerdem ist das Signal der Frequenz fw nicht auf ein Sinussignal beschränkt, vielmehr kann es sich auch um ein Taktsignal oder das durch die absolute Zeitinformation auf der CD frequenzmodulierte Signal handeln.
  • Fig. 4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel werden Modulation und Strahlablenkung im Unterschied zum vorhergehenden Ausführungsbeispiel, wo der Lichtmodulator 3 und die Lichtablenkeinheit 6 unabhängig voneinander eingesetzt sind, durch ein einziges Gerät (eine lichtmodulierende Ablenkeinheit) ausgeführt.
  • Wie in Fig. 4 dargestellt ist, läuft der vom Laser 2 kommende Aufzeichnungsstrahl über eine Zwischenlinse 21 in eine lichtmodulierende Ablenkeinheit 22. Die lichtmodulierende Ablenkeinheit 22 nutzt den akustooptischen Effekte. Die Zwischenlinse 21 dient zur Einstellung des Fokusdurchmessers. Die Position des Brennpunkts der Zwischenlinse 21 mit der Brennweite F und die Mitte der lichtmodulierenden Ablenkeinheit 22 sind nur eine Strecke df voneinander entfernt. Befindet sich die lichtmodulierende Ablenkeinheit 22 genau im Brennpunkt der Zwischenlinse 21, so wird selbst bei durchgeführter Ablenkung kein Wobbeln auf der Platte 1 bewirkt. Mit wachsender Entfernung df nimmt die Auslenkung des Wobbelns auf der Platte zu. Allerdings ist es wegen der damit verbundenen Zunahme des Fokusdurchmessers schwierig, den Strahl mit hoher Geschwindigkeit abzulenken oder mit hoher Geschwindigkeit zu modulieren. Daher wird df entsprechend der erforderlichen Auslenkung des Wobbelns gewählt. In Fig. 4 bezeichnet θd den Ablenkwinkel.
  • Der lichtmodulierenden Ablenkeinheit 22 wird ein hochfrequentes Signal von einem Treiber 23 zugeführt. Der Treiber 23 erhält ein EFM-Signal (Pulssignal) von einem Anschluß 24. Das Ausgangssignal des Treibers 23 wird entsprechend den Logikpegeln "0" und "1" des EFM-Signals ein- und ausgeschaltet Wird eine Rille erzeugt, dann liefert der Anschluß 24 das Signal mit dem Pegel "1" des EFM-Signals. Wenn das EFM-Signal den Pegel "0" hat, wird das Ausgangssignal des Treibers 23 ausgeschaltet, und der Aufzeichnungsstrahl wird nicht auf die Platte 1 eingestrahlt. So wird entsprechend dem vom Anschluß 24 gelieferten EFM-Signal das Pit auf der Platte 1 erzeugt.
  • Das Hochfrequenzsignal eines VCO 25 wird dem Treiber 23 zugeführt. Der VCO 25 erhält ein Steuersignal von einem Anschluß 26. Bei der Erzeugung von Pits hat dieses Steuersignal die in Fig. 5A gezeigte Frequenz von 22,05 kHz. Bei der Erzeugung einer Rille ist das Steuersignal aus dem Signal von 22,05 kHz und dem Signal von 5 MHz gemultiplext, wie in Fig. 5B gezeigt ist.
  • Der VCO 25 hat eine Mittenfrequenz von z.B. 224 MHz. Die Frequenz des Ausgangssignals vom VCO 25 ändert sich entsprechend dem vom Anschluß 26 kommenden Signal. Das Ausgangssignal des VCO 25 wird über den Treiber 23 der lichtmodulierenden Ablenkeinheit 22 zugeführt, so daß es zum Wobbeln kommt und die breite Rille erzeugt wird.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung können in dem Fall, wo sowohl Pits als auch eine breite Rille auf einer Platte (Mutterplatte) erzeugt werden, beide Strukturen unter Verwendung eines einzigen Aufzeichnungsstrahls erzeugt werden. Im Unterschied zu der Vorrichtung, die verschiedene Aufzeichnungsstrahlen unabhängig voneinander einsetzt, ergeben sich daraus folgende Vorteile:
  • Erstens wird die Breite elektrisch gesteuert, so daß leicht eine Rille der gewünschten Breite erzeugt werden kann.
  • Zweitens vereinfachen sich durch die Verwendung nur eines Aufzeichnungsstrahls die Herstellung und Justierung des optischen Systems.
  • Drittens führt die Erzeugung einer Rille mit kleinen Foki dazu, daß die Kante der Rille einen steilen Querschnitt aufweist.
  • Da andererseits gemäß einem anderen erfindungsgemäßen Ausfuhrungsbeispiel Lichtmodulation und Lichtablenkung in einem einzigen Gerät stattfinden, ergeben sich zusätzlich zu den obigen Vorteilen folgende weitere Vorteile:
  • Erstens kann eine Verzerrung der Fokusform des Aufzeichnungsstrahls verringert werden.
  • Zweitens entfällt die Notwendigkeit einer Synchronisierung der Lichtablenkeinheit und des Lichtmodulators, und die Justierung des optischen Systems wird vereinfacht.
  • Drittens ist der Verlust an Laserleistung gering.
  • Viertens erhält man im Vergleich zu dem Verfahren, wo ein paralleler Strahl in die Lichtablenkeinheit tritt, ein breites Ablenkungsband.

Claims (6)

1. Optische Aufzeichnungsvorrichtung zur Ausbildung von Pits (31) und einer Nachlaufrille (32) auf einer optisch beschreibbaren Platte (1), bei der gemäß ihrer Ausführungsform Rillenabschnitte als Nachlauf-Servoinformation dienen und optische Information als Reihe von Vertiefungen aufgezeichnet ist, deren An- oder Abwesenheit die aufgezeichnete Information codiert,
mit einer Einrichtung (2) zur Erzeugung eines Aufzeichnungsstrahls mit vorbestimmtem Fokusdurchmesser, so daß ein Muster vorbestimmter Breite auf der Platte (1) ausgebildet werden kann,
mit einer im optischen Weg angeordneten Lichtmodulationseinrichtung (3) zum Ein- und Ausschalten des Aufzeichnungsstrahls, so daß auf der Platte ein diskretes Informationsmuster in Form einer Reihe von Pits (31) mit der vorbestimmten Breite ausgebildet werden kann,
mit einer Einrichtung zum Erzeugen einer Rille (32), die breiter als das Muster mit der vorbestimmten Breite ist,
und mit einer im optischen Weg der Einrichtung (2) zur Erzeugung des Aufzeichnungsstrahls angeordneten Lichtbeugungseinrichtung (6), dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung zum Erzeugen einer Rille eine Antriebseinrichtung (10, 11, 12) zum Antreiben der Lichtbeugungseinrichtung (6) umfaßt, die den Aufzeichnungsstrahl in radialer Richtung der Platte (1) mit hoher Frequenz hin- und herbewegt und so bewirkt, daß die Platte (1) aufgrund dieser radialen Bewegung des Aufzeichnungsstrahls mehrfach durch den Aufzeichnungsstrahl belichtet wird, so daß die Rille (32) durch denselben Aufzeichnungsstrahl wie die Reihe von Pits mit der vorbestimmten Breite ausgebildet wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die hohe Frequenz f&sub0; durch die Gleichung
f&sub0;> v/d
gegeben ist, wenn v die relative Geschwindigkeit zwischen dem Aufzeichnungsstrahl und der Platte (1) aufgrund der Drehung der Platte ist und d den Fokusdurchmesser des Aufzeichnungsstrahls bezeichnet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Antriebseinrichtung (10, 11, 12) gemäß ihrer Anordnung die Lichtbeugungseinrichtung (6) antreibt, so daß der Aufzeichnungsstrahl in der radialen Richtung der Platte (1) mit der hohen Frequenz hin- und herbewegt wird, um die Platte (1) aufgrund dieser radialen Bewegung des Aufzeichnungsstrahls mehrfach zu belichten, und daß der Aufzeichnungsstrahl in der radialen Richtung der Platte (1) mit einer niedrigen Frequenz hin- und herbewegt wird, wodurch die Nachlaufrille, die breiter als das Muster mit der vorbestimmten Breite sowie das diskrete Informationsmuster ist, wobbelnd erzeugt wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Lichtbeugungseinrichtung und die Lichtmodulationseinrichtung aus einer einzigen akustooptischen Einrichtung (22) bestehen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, die zusätzlich eine Linse (21) zur Fokussierung des in die akustooptische Einrichtung (22) eintretenden Strahls aufweist.
6. Verfahren zur Ausbildung von Pits (31) und einer Nachlaufrille (32) auf einer optisch beschreibbaren Platte (1), bei der gemäß ihrer Ausführungsform Rillenabschnitte als Nachlauf-Servoinformation dienen und optische Information als Reihe von Vertiefungen aufgezeichnet ist, deren An- oder Abwesenheit die aufgezeichnete Information codiert, umfassend
die Erzeugung eines Aufzeichnungsstrahls mit vorbestimmtem Fokusdurchmesser, so daß ein Muster vorbestimmter Breite auf der Platte (1) ausgebildet werden kann,
die Strahlmodulation zum Ein- und Ausschalten des Aufzeichnungsstrahls, so daß auf der Platte ein diskretes Informationsmuster in Form einer Reihe von Pits (31) mit der vorbestimmten Breite ausgebildet werden kann,
das Ausbilden einer Rille (32), die breiter als das Muster mit der vorbestimmten Breite ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schritt der Ausbildung einer Rille das Hin- und Herbewegen des Aufzeichnungsstrahls in radialer Richtung der Platte (1) mit hoher Frequenz und damit die mehrfache Belichtung der Platte (1) durch den Aufzeichnungsstrahl aufgrund dieser radialen Bewegung des Aufzeichnungsstrahls umfaßt, so daß die Rille durch denselben Aufzeichnungsstrahl wie die Reihe von Pits mit der vorbestimmten Breite ausgebildet wird.
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