JP2002206966A - ビームスポット径測定方法およびビームスポット径測定用ディスク - Google Patents

ビームスポット径測定方法およびビームスポット径測定用ディスク

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JP2002206966A
JP2002206966A JP2001001444A JP2001001444A JP2002206966A JP 2002206966 A JP2002206966 A JP 2002206966A JP 2001001444 A JP2001001444 A JP 2001001444A JP 2001001444 A JP2001001444 A JP 2001001444A JP 2002206966 A JP2002206966 A JP 2002206966A
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JP
Japan
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spot diameter
measuring
read signal
disk
beam spot
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JP2001001444A
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English (en)
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Chikao Sekiguchi
慎生 関口
Isao Matsuda
勲 松田
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Taiyo Yuden Co Ltd
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Taiyo Yuden Co Ltd
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学ヘッドが照射するレーザ光のラジアル方
向のビームスポット径を、容易かつ正確に求める。 【解決手段】 同一長かつ幅の異なるピットから構成さ
れる径測定用ピット列が形成された測定用ディスク1の
読み取り信号を得、予め数値シミュレーションによって
算出された種々のスポット径に対応した径測定用ピット
列の読み取り信号と比較し、実際のレーザ光照射による
読み取り信号と数値シミュレーションで求めた読み取り
信号とを比較して、同一の読み取り信号を与えるシミュ
レーション上のスポット径を実際のスポット径を予測す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ビームスポット
径測定方法およびビームスポット径測定用ディスクおよ
びビームスポット径測定方法に関し、特に、光学ヘッド
から出力される読取信号(RF信号)に基づき光ビーム
のスポット径を簡易かつ正確に測定することができるよ
うにしたビームスポット径測定方法およびビームスポッ
ト径測定用ディスクに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ビームスポット径の一般的な測定
方法としては、ナイフエッジを使用するものがある。
【0003】この測定方法は、集光されたレーザビーム
のビームウェストをその光軸に対して垂直に一定速度で
移動するナイフエッジで遮っていき、このときナイフエ
ッジを透過してくるレーザビームの光量変化のプロファ
イルを測定し、その変化量からビームスポット形を求め
るというものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このナイフエ
ッジを用いる方法によって正確なビームスポット径を測
定するには、ナイフエッジがビームウェストの最も細く
なる場所を、このレーザビームの光軸に対して正確に垂
直に遮る必要がある。
【0005】また、正確なビームスポット径を算出する
ためには、ナイフエッジの移動量を正確に測定する必要
があり、このため、ナイフエッジを使用する従来の方法
では、測定のための労力および時間がかかり、また精度
もあまり良くないという問題を抱えていた。
【0006】さらに、このナイフエッジを用いる方法
は、光学ヘッド単体で測定を行なういわゆる静的測定方
法であり、静的測定方法でない動的測定方法、つまり光
学ヘッドを装置などに搭載した状態でそのスポット径を
確認・測定する方法の検討は、あまり行なわれていな
い。
【0007】特に、動的測定方法において、光学ヘッド
が射出するレーザビームのラジアル方向のスポット径を
測定する方法の検討はほとんど行なわれていない。
【0008】そこで、この発明は、動的測定方法におけ
るラジアル方向のレーザビームの光強度分布を簡易かつ
正確に測定することができるようにしたビームスポット
径測定方法およびビームスポット径測定用ディスクを提
供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ため、この発明は、光学ヘッドが光情報記録媒体に照射
するレーザ光のスポット径を測定するビームスポット径
測定方法において、幅の異なる記録マークから成るスポ
ット径測定用マーク列が形成されたビームスポット径測
定用ディスクにレーザ光を照射して該スポット径測定用
マーク列の読み取り信号を得るとともに、種々のスポッ
ト径に対応する前記スポット径測定用マーク列の読み取
り信号を数値シミュレーションし、前記数値シミュレー
ション上で得られた読み取り信号のうち、前記ビームス
ポット径測定用ディスクから実際に得られた読み取り信
号と略一致するものを検出し、検出した前記シミュレー
ション上で得られた読み取り信号に対応するスポット径
を前記レーザ光のスポット径とすることを特徴とする。
【0010】また、この発明は、光学ヘッドが光情報記
録媒体に照射するレーザ光のスポット径を測定するビー
ムスポット径測定方法において、同一幅の複数の溝が種
々の間隔を置いて形成されたビームスポット径測定用デ
ィスクに該溝と直交する方向に走査するレーザ光を照射
して読み取り信号を得、前記読み取り信号の振幅値を該
読み取り信号の最大振幅値で正規化し、前記正規化した
前記間隔毎の振幅値に基づき前記レーザ光のスポット径
を予測することを特徴とする。
【0011】また、この発明のビームスポット径測定用
ディスクは、幅の異なる記録マークから成るスポット径
測定用マーク列が形成されていることを特徴とする。
【0012】また、この発明のビームスポット径測定用
ディスクは、同一幅の複数の溝が種々の間隔を置いて形
成されていることを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、この発明に係わるビームス
ポット径測定方法およびビームスポット径測定用ディス
クの実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【0014】なお、ここでは、測定対象の光ビームとし
て、CDおよびCD−Rの記録再生に用いる光ビームを
例に説明する。
【0015】(実施例1)この実施の形態の測定用ディ
スクは、図1に示すように、通常のCD、CD−R等の
光ディスクと同じく直径120mm、厚み1.2mm程
度の円盤状の透光性基板11を有し、この透光性基板1
1の表面全体に反射膜12をコーティングして形成され
る。
【0016】透光性基板11の反射膜12との境界面上
には、幅が異なり、かつ、予想されるスポット形よりも
長い同一長のピットが、予想されるスポット径よりも長
い間隔を置いて形成されている(以下、このピットの並
びを径測定用ピット列という)。この径測定用ピット列
は、スタンパ等で形成され、個々のピットのサイズ、配
列等は予め特定されている。
【0017】図2(a)は、測定用ディスク1上に形成
された径測定用ピット列上をレーザスポットが走査する
様子を示した図である。また、図2(b)は、径測定用
ピット列上を図2(a)のようにレーザ光が走査したと
きの読み取り信号の波形を示した図である。
【0018】図2(b)から明らかなように、ピットの
幅が大きくなるほど、その読み取り信号の振幅も大きく
なる。
【0019】また、スポット径が小さいほどスポット径
に対するピットの幅は相対的に大きくなるため、スポッ
ト径の異なるレーザ光が同一の径測定用ピット列上を走
査した場合、その読み取り信号波形はビームスポットの
大きさによって異なってくる。
【0020】したがって、種々のスポット径に対する径
測定用ピット列の読み取り信号波形を予め数値シミュレ
ーションで求めておき、実際にレーザ光を照射して測定
用ディスク1から読み取った読み取り信号波形と比較し
て、同一の読み取り信号波形を与える数値シミュレーシ
ョン上のスポット径を、実際のレーザ光のスポット径と
することができる。
【0021】図3は、この実施の形態のスポット径測定
方法を説明するフローチャートである。
【0022】ここで、径測定用ピット列を構成する個々
のピットの幅および配列等に関する情報(以下、径測定
用ピット列情報という)は、測定用ディスク1の所定の
記憶領域に記憶させておいても良いし、測定対象の光学
ヘッドを有する装置のメモリに記憶させておいても良い
が、この実施の形態では、測定用ディスク1の所定の領
域に記憶させてあるものとする。
【0023】さて、測定用ディスク1が装着されると、
光ディスク記録再生装置は、まず、測定用ディスク1の
所定の記憶領域に記録された径測定用ピット列情報を読
み取り、当該測定用ディスク1上に形成された径測定用
ピット列を特定してから(ステップ101)、測定用デ
ィスク1にレーザ光を照射して読み取り信号を得る(ス
テップ102)。
【0024】ここで、この光ディスク記録再生装置の所
定の記憶領域には、予め数値シミュレーションによって
種々のスポット径に対応させて算出した複数パターンの
径測定用ピット列の読み取り信号が、例えば図4に示す
ように、径測定用ピット列毎のテーブルとして記憶され
ている。
【0025】したがって、例えば、測定用ディスク1上
に形成された径測定用ピット列が径測定用ピット列1と
特定された場合、光ディスク記録再生装置は、テーブル
1を参照して測定用ディスク1から実際に得られた読み
取り信号と同一の読み取り信号を探し出す(ステップ1
03)。測定用ディスク1から得られた読み取り信号が
読み取り信号1−2と同一であった場合、光ディスク記
録再生装置は、この読み取り信号1−2に対応して記憶
されているスポット径2を実際のレーザ光のスポット径
として検出する(ステップ104)。
【0026】(実施例2)図5(a)において、測定用
ディスク1は、通常のCD、CD−R等の光ディスクと
同じく、直径120mm、厚み1.2mm程度の円盤状
の透光性基板11を有し、この透光性基板11の表面全
体に反射膜12をコーティングして形成される。
【0027】また、図5(b)に示すように、透光性基
板11の反射膜12との境界面上には、測定対象のレー
ザ光の波長の1/4程度の深さの複数の溝が、同心円状
に形成されている。
【0028】なお、溝は、一定の間隔ではなく様々な間
隔で形成され、かつ、この溝の形成間隔に関する情報
は、測定用ディスク1の所定の記憶領域に記憶させるな
どして特定されている。
【0029】このような測定用ディスク1が装着される
と、光ディスク記録再生装置は、まず、透光性基板11
の反射膜12との境界面上にビームスポットが形成され
るように測定用ディスク1にレーザ光を適切に集光して
照射し、光学ヘッドを光ディスクの半径方向に移動させ
る。
【0030】図6は、測定用ディスク1にレーザ光を上
記のように照射したときに得られる読み取り信号(RF
信号)の振幅変化を、溝の形成間隔(以下、トラックピ
ッチ)の関数として示したグラフである。
【0031】なお、図6のグラフは、レーザ光の照射に
よって得られるRF信号の振幅値(RFact)と最大振幅
値(RFtop)との差を最大振幅値(RFtop)で割った値を
振幅変化値として用いている。
【0032】通常、RF信号の振幅値は、レーザ光が溝
を照射しているときに小さく、溝と溝との間の部分(以
下、ランドという)を照射しているときに大きくなる。
そして、スポット径以上の幅のランドを照射したとき
に、RF信号の振幅値は最大となる。
【0033】図7は、この実施の形態のスポット計測提
方法を説明するフローチャートである。
【0034】ここで、溝のトラックピッチに関する情報
は、測定用ディスク1の所定の記憶領域に記憶させてお
いても良いし、測定対象の光学ヘッドを有する装置のメ
モリに記憶させておいても良いが、この実施の形態で
は、測定用ディスク1の所定の記憶領域に記憶させてあ
るものとする。
【0035】さて、測定用ディスク1が装着されると、
光ディスク記録再生装置は、まず、測定用ディスク1の
所定の記憶領域に記録された溝のトラックピッチに関す
る情報を読み取って、当該測定用ディスク1上に形成さ
れた溝のトラックピッチを特定する(ステップ20
1)。
【0036】次に、測定用ディスク1を回転させずに固
定したまま、光学ヘッドを当該測定用ディスク1の半径
上を移動させながら、レーザ光を照射する(ステップ2
02)。
【0037】このとき、光学ヘッドは、対物レンズを含
むフォーカス制御機能を利用して、測定用ディスク1の
透光性基板11の反射膜12との境界面上にビームスポ
ットが形成されるようにレーザ光の照射を制御する。
【0038】光学ヘッドが測定用ディスク1の半径上を
移動する間にレーザ光により読み取られた読み取り信号
の振幅値を、溝のトラックピッチに応じて検出し、振幅
変化値=(「最大振幅値」−「読み取り信号振幅値」)
/「最大振幅値」を計算して、図6に示すように、トラ
ックピッチ毎にプロットしたグラフを得る(ステップ2
03)。
【0039】そして、得られたグラフを延長し、延長し
たグラフと交差するX軸上の点から振幅変化値を0にす
るトラックピッチを検出し、検出したトラックピッチの
値を当該レーザ光のスポット径とする(ステップ20
4)。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、測定用ディスクから得られる読み取り信号を用い
て、ビームスポットの径を求めるので、スポット径を求
めるための専用の装置が要らずビームスポット径測定の
ための手間を大幅に省くことができるという効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係わるスポット径測定用ディスクの
一例を示す図である。
【図2】径測定用ピット列の読み取り信号波形の一例を
示す図である。
【図3】この発明に係わるスポット径測定方法の一例を
説明するフローチャートである。
【図4】数値シミュレーション結果の記憶方法の一例を
説明する表である。
【図5】この発明に係わるスポット径測定用ディスクの
一例を示す図である。
【図6】トラックピッチに対する読み取り信号振幅変化
を表したグラフである。
【図7】この発明に係わるスポット径測定方法の一例を
説明するフローチャートである。
【符号の説明】
1 測定用ディスク 11 透光性基板 12 反射膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA26 AA52 BB03 CC03 DD02 DD06 FF42 FF61 GG04 HH04 HH13 JJ01 MM07 PP02 PP12 PP22 QQ23 RR05 TT02 UU03 UU05 2G065 AA11 AB09 AB22 BC13 BC14 BC33 DA05 DA15 5D119 AA38 BA01 PA05

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光学ヘッドが光情報記録媒体に照射する
    レーザ光のスポット径を測定するビームスポット径測定
    方法において、 幅の異なる記録マークから成るスポット径測定用マーク
    列が形成されたビームスポット径測定用ディスクにレー
    ザ光を照射して該スポット径測定用マーク列の読み取り
    信号を得るとともに、 種々のスポット径に対応する前記スポット径測定用マー
    ク列の読み取り信号を数値シミュレーションし、 前記数値シミュレーション上で得られた読み取り信号の
    うち、前記ビームスポット径測定用ディスクから実際に
    得られた読み取り信号と略一致するものを検出し、 検出した前記シミュレーション上で得られた読み取り信
    号に対応するスポット径を前記レーザ光のスポット径と
    することを特徴とするビームスポット径測定方法。
  2. 【請求項2】 光学ヘッドが光情報記録媒体に照射する
    レーザ光のスポット径を測定するビームスポット径測定
    方法において、 同一幅の複数の溝が種々の間隔を置いて形成されたビー
    ムスポット径測定用ディスクに該溝と直交する方向に走
    査するレーザ光を照射して読み取り信号を得、前記読み
    取り信号の振幅値を該読み取り信号の最大振幅値で正規
    化し、 前記正規化した前記間隔毎の振幅値に基づき前記レーザ
    光のスポット径を予測することを特徴とするビームスポ
    ット径測定方法。
  3. 【請求項3】 幅の異なる記録マークから成るスポット
    径測定用マーク列が形成されていることを特徴とするビ
    ームスポット径測定用ディスク。
  4. 【請求項4】 同一幅の複数の溝が種々の間隔を置いて
    形成されていることを特徴とするビームスポット径測定
    用ディスク。
JP2001001444A 2001-01-09 2001-01-09 ビームスポット径測定方法およびビームスポット径測定用ディスク Withdrawn JP2002206966A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005285251A (ja) * 2004-03-30 2005-10-13 Ricoh Co Ltd 光記録/再生システム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005285251A (ja) * 2004-03-30 2005-10-13 Ricoh Co Ltd 光記録/再生システム

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