JP2580390B2 - 光ディスクマスターの作成装置 - Google Patents
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- G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
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- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
- Optical Head (AREA)
- Eye Examination Apparatus (AREA)
- Manufacturing Optical Record Carriers (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Moving Of The Head For Recording And Reproducing By Optical Means (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Focusing (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、光ディスクマスター
の作成装置に係り、特に光学読取式ディスクの射出成形
用スタンパー製作のために使用される光ディスクマスタ
ーの作成装置に関する。更に詳しくは、フォトレジスト
被膜を有するガラスディスクにレーザビームをスポット
照射して露光潜像を形成するに際し、当該ディスク上の
ビームスポット形状を画像表示可能とした光ディスクマ
スターの作成装置に関する。
の作成装置に係り、特に光学読取式ディスクの射出成形
用スタンパー製作のために使用される光ディスクマスタ
ーの作成装置に関する。更に詳しくは、フォトレジスト
被膜を有するガラスディスクにレーザビームをスポット
照射して露光潜像を形成するに際し、当該ディスク上の
ビームスポット形状を画像表示可能とした光ディスクマ
スターの作成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ディスク等の記録媒質は、ピットもし
くは隆起部が同心円状もしくは渦巻状に形成された記録
トラックを有しており、該ピットもしくは隆起部の円周
方向の長さ及び／又はピットもしくは隆起部の円周方向
の間隔により、情報が記録媒質に記録されている。この
記録媒質は、書込み装置あるいはマスター作成装置によ
り作成され、該装置においては、記録媒質を回転させつ
つ輝度変調された光ビームを記録媒質に照射し、この結
果、情報を表すピットもしくは隆起部が記録媒質に形成
されることとなる。
くは隆起部が同心円状もしくは渦巻状に形成された記録
トラックを有しており、該ピットもしくは隆起部の円周
方向の長さ及び／又はピットもしくは隆起部の円周方向
の間隔により、情報が記録媒質に記録されている。この
記録媒質は、書込み装置あるいはマスター作成装置によ
り作成され、該装置においては、記録媒質を回転させつ
つ輝度変調された光ビームを記録媒質に照射し、この結
果、情報を表すピットもしくは隆起部が記録媒質に形成
されることとなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のような書込み装
置あるいはマスター作成装置において、光ビームを記録
媒質に照射する際に、記録媒質上で光ビームを収束させ
る必要がある。このため、従来、光ビームを記録媒質上
に収束させる収束装置が設置されているが、現在、光ビ
ームの収束状態を監視するために、光ビームのビームス
ポット形状を認識したいという要望がある。そこで、本
発明の目的は、記録媒質でのビームスポット形状を容易
に認識できる装置を提供することにある。
置あるいはマスター作成装置において、光ビームを記録
媒質に照射する際に、記録媒質上で光ビームを収束させ
る必要がある。このため、従来、光ビームを記録媒質上
に収束させる収束装置が設置されているが、現在、光ビ
ームの収束状態を監視するために、光ビームのビームス
ポット形状を認識したいという要望がある。そこで、本
発明の目的は、記録媒質でのビームスポット形状を容易
に認識できる装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明は、気体レーザ
管で構成された光源と、該光源から出射されるレーザビ
ームの光路に介在された光変調素子と、該光変調素子か
ら出射されるレーザビームの光路に介在されたビームス
プリッタと、ガラス製ディスク上にフォトレジスト層を
被覆してなる記録媒質を回転自在に支持するスピンドル
と、前記記録媒質の記録面に焦点を結ぶように支持され
た対物レンズ集成体と、前記光変調素子と前記対物レン
ズ集成体との間を繋ぐレーザビームの往復同軸光路と、
を有し、前記光変調素子と前記ビームスプリッタとは共
通のハウジング内に一体的に収容されて光ビーム変調器
を構成しており、該光ビーム変調器には、前記光源から
のレーザビームが入射する第１のポートと、前記ビーム
スプリッタからの往路ビーム及びビームスプリッタへの
復路ビームが入出射される第２のポートと、前記ビーム
スプリッタで分離された復路ビームが出射される第３の
ポートとが設けられていることを特徴とするものであ
る。
管で構成された光源と、該光源から出射されるレーザビ
ームの光路に介在された光変調素子と、該光変調素子か
ら出射されるレーザビームの光路に介在されたビームス
プリッタと、ガラス製ディスク上にフォトレジスト層を
被覆してなる記録媒質を回転自在に支持するスピンドル
と、前記記録媒質の記録面に焦点を結ぶように支持され
た対物レンズ集成体と、前記光変調素子と前記対物レン
ズ集成体との間を繋ぐレーザビームの往復同軸光路と、
を有し、前記光変調素子と前記ビームスプリッタとは共
通のハウジング内に一体的に収容されて光ビーム変調器
を構成しており、該光ビーム変調器には、前記光源から
のレーザビームが入射する第１のポートと、前記ビーム
スプリッタからの往路ビーム及びビームスプリッタへの
復路ビームが入出射される第２のポートと、前記ビーム
スプリッタで分離された復路ビームが出射される第３の
ポートとが設けられていることを特徴とするものであ
る。
【０００５】
【作用】この発明によれば、前記往路ビームを記録媒質
のフォトレジスト層上にスポット照射させつつこれを露
光する一方、前記第３のポートから出射される復路ビー
ムを光電変換器（６０）上に結像させつつその電気信号
に基づいて前記フォトレジスト層上の照射スポット形状
を画像表示させ、これによりフォトレジスト層上に適正
なる露光が行われるかを確認することができる。加え
て、この発明によれば、光変調素子（１４）とビームス
プリッタ（２０）とを共通のハウジング内に一体的に収
容して光ビーム変調器（１０）を構成すると共に、その
ハウジングに第３のポート（２５）を開口して復路ビー
ムを取り出せるようにしたため、第３のポートから取り
出される復路ビームは往路ビームと同一光路を経ること
となり、そのためビームスプリッタ（２０）から対物レ
ンズ集成体（４４）に至る光学系の影響を相殺して、フ
ォトレジスト層上のビームスポット形状を正確に画像表
示させることができる他、光ビーム変調器（１０）自体
から復路ビームを取り出せるため、制御系要素のレイア
ウト設計も容易となる。
のフォトレジスト層上にスポット照射させつつこれを露
光する一方、前記第３のポートから出射される復路ビー
ムを光電変換器（６０）上に結像させつつその電気信号
に基づいて前記フォトレジスト層上の照射スポット形状
を画像表示させ、これによりフォトレジスト層上に適正
なる露光が行われるかを確認することができる。加え
て、この発明によれば、光変調素子（１４）とビームス
プリッタ（２０）とを共通のハウジング内に一体的に収
容して光ビーム変調器（１０）を構成すると共に、その
ハウジングに第３のポート（２５）を開口して復路ビー
ムを取り出せるようにしたため、第３のポートから取り
出される復路ビームは往路ビームと同一光路を経ること
となり、そのためビームスプリッタ（２０）から対物レ
ンズ集成体（４４）に至る光学系の影響を相殺して、フ
ォトレジスト層上のビームスポット形状を正確に画像表
示させることができる他、光ビーム変調器（１０）自体
から復路ビームを取り出せるため、制御系要素のレイア
ウト設計も容易となる。
【０００６】
【実施例】次にこの発明を図面について詳しく説明す
る。図１にはこの発明の一実施例であるビデオ・ディス
ク・マスターの作成装置が概略的に示されている。図１
に示した光ビーム通路の長さは必ずしも、ビデオ・ディ
スク・マスター作成装置の実際の光路の対応する長さを
表わすものではない。然し、この発明の考えは適切に例
示されており、図面に示した光路が実際の長さ並びに角
度からずれがあるとすれば、それは説明を判り易くする
為並びに解析し易くするための意図的なものである。
る。図１にはこの発明の一実施例であるビデオ・ディス
ク・マスターの作成装置が概略的に示されている。図１
に示した光ビーム通路の長さは必ずしも、ビデオ・ディ
スク・マスター作成装置の実際の光路の対応する長さを
表わすものではない。然し、この発明の考えは適切に例
示されており、図面に示した光路が実際の長さ並びに角
度からずれがあるとすれば、それは説明を判り易くする
為並びに解析し易くするための意図的なものである。
【０００７】高強度の光源２、好ましくはアルゴン・イ
オン・レーザを用いて、書込みビームを発生する。ポッ
ケルス・セル１４及びグラン・プリズム２０が光ビーム
変調器１０を構成し、これが線１６の入力変調信号を表
わすビデオ情報でレーザ・ビームを変調する。公知の様
に、ポッケルス・セル１４は印加されたビデオ信号に応
答して、光ビーム１８の偏光平面を回転させる。直線偏
光子は予定の偏光平面内の光だけを通すから、グラン・
プリズムの形をした偏光子を書込みビーム通路に設け
て、変調された書込みビーム２６を造る。図示の様に、
レーザ２からの光ビームが変調器１０のポート１２に入
り、ポート２４から出て、第１の鏡２８に当たる。この
鏡が書込みビーム２６を１／４波長板３０に差し向け
る。１／４波長板３０は直線偏光の光を円偏光の光に変
換する。次に円偏光の光ビーム３６が２番目の鏡３２に
よって発散レンズ３４へ方向転換される。レーザ源２か
ら出て来る光ビームがコリメートされていて、これまで
説明したどの光学素子も、ビームのコリメート特性には
何等影響を持たないことを承知されたい。即ち、レーザ
２からの光ビームが実質的に平面状で平行であると仮定
すれば、ポッケルス・セル１４、グラン・プリズム２
０、鏡２８，３２又は１／４波長板３０のどれもビーム
の平行性又は平面状特性に影響しない。
オン・レーザを用いて、書込みビームを発生する。ポッ
ケルス・セル１４及びグラン・プリズム２０が光ビーム
変調器１０を構成し、これが線１６の入力変調信号を表
わすビデオ情報でレーザ・ビームを変調する。公知の様
に、ポッケルス・セル１４は印加されたビデオ信号に応
答して、光ビーム１８の偏光平面を回転させる。直線偏
光子は予定の偏光平面内の光だけを通すから、グラン・
プリズムの形をした偏光子を書込みビーム通路に設け
て、変調された書込みビーム２６を造る。図示の様に、
レーザ２からの光ビームが変調器１０のポート１２に入
り、ポート２４から出て、第１の鏡２８に当たる。この
鏡が書込みビーム２６を１／４波長板３０に差し向け
る。１／４波長板３０は直線偏光の光を円偏光の光に変
換する。次に円偏光の光ビーム３６が２番目の鏡３２に
よって発散レンズ３４へ方向転換される。レーザ源２か
ら出て来る光ビームがコリメートされていて、これまで
説明したどの光学素子も、ビームのコリメート特性には
何等影響を持たないことを承知されたい。即ち、レーザ
２からの光ビームが実質的に平面状で平行であると仮定
すれば、ポッケルス・セル１４、グラン・プリズム２
０、鏡２８，３２又は１／４波長板３０のどれもビーム
の平行性又は平面状特性に影響しない。
【０００８】然し、発散レンズ３４がビームの平面状特
性を変え、ビームはその影響により、収斂する円錐形部
分３８、くびれ部分４１及び発散する円錐形部分３９，
４２を持つ様になる。部分４２は部分３９を鏡４０によ
って方向を変えた延長である。分解能を最適にする為に
は、発散レンズ３４の光学的な特性並びに通路の長さ
は、書込みビーム４２が、対物レンズ４５を有する対物
レンズ集成体４４の入口開口を実質的に埋める様に選ば
れる。この対物レンズが、スピンドル５２に装着された
ビデオ・ディスク５０の記録面４８上の焦点４７に大き
な角度で収斂するビーム部分４６を作る。
性を変え、ビームはその影響により、収斂する円錐形部
分３８、くびれ部分４１及び発散する円錐形部分３９，
４２を持つ様になる。部分４２は部分３９を鏡４０によ
って方向を変えた延長である。分解能を最適にする為に
は、発散レンズ３４の光学的な特性並びに通路の長さ
は、書込みビーム４２が、対物レンズ４５を有する対物
レンズ集成体４４の入口開口を実質的に埋める様に選ば
れる。この対物レンズが、スピンドル５２に装着された
ビデオ・ディスク５０の記録面４８上の焦点４７に大き
な角度で収斂するビーム部分４６を作る。
【０００９】公知の様に、ビデオ・ディスク・マスター
作成装置では、書込みビームはフォトレジスト層４９上
の０．６ミクロン程度のスポットに集束される。入力変
調ビデオ信号によって周波数変調された光ビームが、変
調されたビデオ信号に対応してフォトレジストを直接的
に露出させ、こうして後でフォトレジスト層を現像する
と、ポジのフォトレジストを使うと仮定すれば、露出し
た場所でピットを生ずることにより、この光ビームがビ
デオ・ディスク面に伝達される。然し、透明なフォトレ
ジスト層はその物理的な構成が実質的に変わらないの
で、ごく僅かな量の入射光ビームがこの面から反射さ
れ、対物レンズ４５、発散レンズ３４、１／４波長板３
０を通り、グラン・プリズム２０のプリズム面２２に入
る。フォトレジスト層から反射される入射光は約１％乃
至２％であり、レーザ源２が１００ミリワットであると
すると、約０．５ミリワットの光エネルギが、変調器１
０のポート２５を介してグラン・プリズム２０から出て
行く通路５４に利用し得る。反射ビーム５４が鏡５６に
よって変換器６０に差し向けられ、この変換器がケーブ
ル５８に出力信号を発生する。この信号の使い方並びに
処理は後で詳しく説明する。然し、図１で、変換器６０
の出力は２つの機能的な装置６６，６８及び６２，６４
の一方又は両方で使うことが出来ることが理解されよ
う。即ち、変換器６０の出力はビデオ・モニタ６８で表
示する為に符号化器６６でビデオに符号化してもよい
し、或いは変換器６０の出力は焦点サーボ増幅器６２で
処理して、対物レンズ駆動器６４を駆動し、フォトレジ
スト層４９に対する書込みビームの焦点を自動的に保つ
ことが出来る。
作成装置では、書込みビームはフォトレジスト層４９上
の０．６ミクロン程度のスポットに集束される。入力変
調ビデオ信号によって周波数変調された光ビームが、変
調されたビデオ信号に対応してフォトレジストを直接的
に露出させ、こうして後でフォトレジスト層を現像する
と、ポジのフォトレジストを使うと仮定すれば、露出し
た場所でピットを生ずることにより、この光ビームがビ
デオ・ディスク面に伝達される。然し、透明なフォトレ
ジスト層はその物理的な構成が実質的に変わらないの
で、ごく僅かな量の入射光ビームがこの面から反射さ
れ、対物レンズ４５、発散レンズ３４、１／４波長板３
０を通り、グラン・プリズム２０のプリズム面２２に入
る。フォトレジスト層から反射される入射光は約１％乃
至２％であり、レーザ源２が１００ミリワットであると
すると、約０．５ミリワットの光エネルギが、変調器１
０のポート２５を介してグラン・プリズム２０から出て
行く通路５４に利用し得る。反射ビーム５４が鏡５６に
よって変換器６０に差し向けられ、この変換器がケーブ
ル５８に出力信号を発生する。この信号の使い方並びに
処理は後で詳しく説明する。然し、図１で、変換器６０
の出力は２つの機能的な装置６６，６８及び６２，６４
の一方又は両方で使うことが出来ることが理解されよ
う。即ち、変換器６０の出力はビデオ・モニタ６８で表
示する為に符号化器６６でビデオに符号化してもよい
し、或いは変換器６０の出力は焦点サーボ増幅器６２で
処理して、対物レンズ駆動器６４を駆動し、フォトレジ
スト層４９に対する書込みビームの焦点を自動的に保つ
ことが出来る。
【００１０】図１について上に述べた解析から、幾つか
のことが判る。第１に、ビーム部分８，１８，２６，３
６を１本の線で示したことは、通路のこれらの部分に沿
った光ビームがコリメートされたコヒーレント状態を保
ち、逆の光学的な解析から、ビデオ・ディスク５０の面
から反射されたビームも通路の部分３６，２６，５４で
はコリメートされた状態にあることが判る。即ち、ビデ
オ・ディスク面に入射する光ビームがディスクに対して
垂直であるから、反射ビームの内の発散形ビーム部分３
８が発散レンズ３４を通じて平行光線に戻される。従っ
て、変換器６０に到達する反射光ビームは、少なくとも
理想的な観点からすれば、略平面状で平行である。後で
詳しく説明するが、レーザ装置の特定の特性により、出
て来るビームのコリメート特性が変わり、この発明の基
本的な考えは、この理想的なレーザ・モデルからの僅か
な偏差に基づいている。
のことが判る。第１に、ビーム部分８，１８，２６，３
６を１本の線で示したことは、通路のこれらの部分に沿
った光ビームがコリメートされたコヒーレント状態を保
ち、逆の光学的な解析から、ビデオ・ディスク５０の面
から反射されたビームも通路の部分３６，２６，５４で
はコリメートされた状態にあることが判る。即ち、ビデ
オ・ディスク面に入射する光ビームがディスクに対して
垂直であるから、反射ビームの内の発散形ビーム部分３
８が発散レンズ３４を通じて平行光線に戻される。従っ
て、変換器６０に到達する反射光ビームは、少なくとも
理想的な観点からすれば、略平面状で平行である。後で
詳しく説明するが、レーザ装置の特定の特性により、出
て来るビームのコリメート特性が変わり、この発明の基
本的な考えは、この理想的なレーザ・モデルからの僅か
な偏差に基づいている。
【００１１】従来のマスター作成装置では、変調器１０
は２つのポート、即ち入口ポート１２と出口ポート２４
しか持っていなかったことに注意されたい。ビーム部分
２６に沿って変調器１０に戻る小さな量の光エネルギは
無用として吸収されるか、或いは全部無視されていた。
この発明の従来技術に対する重要な進歩は、現存の変調
器を若干変更して、単に余分の開口又は出口ポート２５
を設けて、反射ビーム部分５４を新しい方法によって有
用にすることである。この方法は、従来は何等機能的な
価値がないと考えられていたコリメートされた反射光ビ
ーム部分２６，５４を利用するものである。即ち、変調
器の入射ビーム及び反射ビームはコリメートされている
と考えられていたから、入射ビームからも反射ビームか
らも情報を取出すことは出来なかった。これはビームの
寸法，形又は断面形に変化が考えられなかったからであ
る。然し、この発明は、ビーム部分５４の変化が、ディ
スクに入射するビームの焦点状態の変化を表わすという
ことに気付いて、この変化に応答して作用する様に特に
設計されている。
は２つのポート、即ち入口ポート１２と出口ポート２４
しか持っていなかったことに注意されたい。ビーム部分
２６に沿って変調器１０に戻る小さな量の光エネルギは
無用として吸収されるか、或いは全部無視されていた。
この発明の従来技術に対する重要な進歩は、現存の変調
器を若干変更して、単に余分の開口又は出口ポート２５
を設けて、反射ビーム部分５４を新しい方法によって有
用にすることである。この方法は、従来は何等機能的な
価値がないと考えられていたコリメートされた反射光ビ
ーム部分２６，５４を利用するものである。即ち、変調
器の入射ビーム及び反射ビームはコリメートされている
と考えられていたから、入射ビームからも反射ビームか
らも情報を取出すことは出来なかった。これはビームの
寸法，形又は断面形に変化が考えられなかったからであ
る。然し、この発明は、ビーム部分５４の変化が、ディ
スクに入射するビームの焦点状態の変化を表わすという
ことに気付いて、この変化に応答して作用する様に特に
設計されている。
【００１２】図２には、今日のビデオ・プレーヤの光路
がインライン式に示されている。同様な光路が係属中の
米国特許出願通し番号第１３１，５１３号に詳しく説明
されている。図２では、レーザ源２が実質的にコリメー
トされた光８を放出し、これが発散レンズ７０を通過し
て、発散する円錐形ビーム部分７２、くびれ部分７３及
び発散する円錐形ビーム部分７４を形成する。最後に述
べたビーム部分がビーム分割器偏光キューブ７６及び１
／４波長板７８を通過し、最後に対物レンズ８０によっ
て収斂させられて、ビデオ・ディスク５０の面４８の焦
点８６に入射する。予め記録されているビデオ・ディス
クの面は反射性の強い金属化した面であり、これはビー
ムを、それがビーム分割キューブ７６に到達するまで、
入射ビームと同じ通路に沿って逆方向に反射する。偏光
キューブ７６が反射ビームを続きの収斂する円錐形部分
８８として方向転換し、信号を復元する為に光検出器を
配置した焦点９０に到達する様にする。前に説明した様
に収斂する光ビーム部分８８の周りに余分の素子を配置
して、自動焦点サーボ制御信号を発生し、ビデオ・ディ
スクの情報面に入射するビームを焦点状態に戻す為に、
対物レンズ８０を光路に沿って動かすことが出来る。
がインライン式に示されている。同様な光路が係属中の
米国特許出願通し番号第１３１，５１３号に詳しく説明
されている。図２では、レーザ源２が実質的にコリメー
トされた光８を放出し、これが発散レンズ７０を通過し
て、発散する円錐形ビーム部分７２、くびれ部分７３及
び発散する円錐形ビーム部分７４を形成する。最後に述
べたビーム部分がビーム分割器偏光キューブ７６及び１
／４波長板７８を通過し、最後に対物レンズ８０によっ
て収斂させられて、ビデオ・ディスク５０の面４８の焦
点８６に入射する。予め記録されているビデオ・ディス
クの面は反射性の強い金属化した面であり、これはビー
ムを、それがビーム分割キューブ７６に到達するまで、
入射ビームと同じ通路に沿って逆方向に反射する。偏光
キューブ７６が反射ビームを続きの収斂する円錐形部分
８８として方向転換し、信号を復元する為に光検出器を
配置した焦点９０に到達する様にする。前に説明した様
に収斂する光ビーム部分８８の周りに余分の素子を配置
して、自動焦点サーボ制御信号を発生し、ビデオ・ディ
スクの情報面に入射するビームを焦点状態に戻す為に、
対物レンズ８０を光路に沿って動かすことが出来る。
【００１３】ディスクに入射するビームの何れの焦点は
ずれ状態でも、空間的な任意の点に於ける円錐形のビー
ム部分の直径は、それに対応して変わり、前に説明した
様に、円柱形レンズと直角焦点検出器との組合せが、監
視するビームの非円形断面を監視して補正する様に作用
し得る。どの場合も、検出された焦点の変化は、検出点
が反射ビームの内、収斂し又は発散している部分にある
結果である。１実施例では、反射ビームが入射ビーム部
分７４の発散部分で分割される。即ち、図１の全体的な
装置の、図面に示す発散形ビーム部分３９の位置４３に
おく。こうして、７３から７６までの距離が、装置が合
焦状態にある時、７６から９０までの距離に等しい（図
２）。この他の光学装置が必要になるが、ビーム分割器
７６を図２に示すビームの収斂部分７２に配置すること
も可能である。図２に示すレーザ２を出て行くビーム８
のコリメートされた部分にビーム分割器７６を配置する
ことによって、焦点誤差が検出されるとは考えられな
い。
ずれ状態でも、空間的な任意の点に於ける円錐形のビー
ム部分の直径は、それに対応して変わり、前に説明した
様に、円柱形レンズと直角焦点検出器との組合せが、監
視するビームの非円形断面を監視して補正する様に作用
し得る。どの場合も、検出された焦点の変化は、検出点
が反射ビームの内、収斂し又は発散している部分にある
結果である。１実施例では、反射ビームが入射ビーム部
分７４の発散部分で分割される。即ち、図１の全体的な
装置の、図面に示す発散形ビーム部分３９の位置４３に
おく。こうして、７３から７６までの距離が、装置が合
焦状態にある時、７６から９０までの距離に等しい（図
２）。この他の光学装置が必要になるが、ビーム分割器
７６を図２に示すビームの収斂部分７２に配置すること
も可能である。図２に示すレーザ２を出て行くビーム８
のコリメートされた部分にビーム分割器７６を配置する
ことによって、焦点誤差が検出されるとは考えられな
い。
【００１４】図４はレーザ空洞を示す。ポンプ・エネル
ギが局限管３に入ると、励起された原子が放射する。一
定位相の面が側鉛線５，７で示す様になり、これは空洞
内の定在波の彎曲を示す。端板４，６では、位相の等し
い面と鏡面が一致している。ビームの断面が最小になる
位置では、位相が等しい面は平面状になる。これは即
ち、ビームのくびれ部分５である。従って、完全にコリ
メートされたビームは面５にのみ存在する。面５の強度
分布は、厳密に回折の法則に従って定められる。即ち、
一定の位相の面が鏡面と一致し、安定な空洞が達成され
る。出力鏡４の硝子基板を出力光が通過することによ
り、屈折の法則に従ってビームが更に発散する。
ギが局限管３に入ると、励起された原子が放射する。一
定位相の面が側鉛線５，７で示す様になり、これは空洞
内の定在波の彎曲を示す。端板４，６では、位相の等し
い面と鏡面が一致している。ビームの断面が最小になる
位置では、位相が等しい面は平面状になる。これは即
ち、ビームのくびれ部分５である。従って、完全にコリ
メートされたビームは面５にのみ存在する。面５の強度
分布は、厳密に回折の法則に従って定められる。即ち、
一定の位相の面が鏡面と一致し、安定な空洞が達成され
る。出力鏡４の硝子基板を出力光が通過することによ
り、屈折の法則に従ってビームが更に発散する。
【００１５】安定なレーザ空洞共振器は平面平行の鏡か
ら共焦点形にまで及ぶものがある。好ましい実施例で
は、レーザ空洞の形式は半球形（図３）であって、平坦
なマックス反射器６と彎曲した出力鏡４とで構成され、
鏡４の曲率半径は鏡の間隔に等しいか又はそれより大き
い。この場合、平面波５とビームのくびれ部分は面６の
所にある。位相が等しい線が図３にも示してある。
ら共焦点形にまで及ぶものがある。好ましい実施例で
は、レーザ空洞の形式は半球形（図３）であって、平坦
なマックス反射器６と彎曲した出力鏡４とで構成され、
鏡４の曲率半径は鏡の間隔に等しいか又はそれより大き
い。この場合、平面波５とビームのくびれ部分は面６の
所にある。位相が等しい線が図３にも示してある。
【００１６】図１及び図３について説明すると、書込み
ビームを発生する為に使われる様な種類のアルゴン・イ
オン・レーザの構成を詳しく検討してみれば、レーザ装
置２は平行−平面形レーザ構造であるが、反射性端板６
は平面状であるけれども、部分的に反射性の端板４は幾
分内向きに凹であることが判る。図３は、その左側に部
分的に反射性の端板４を持ち、図３の右側に平面状の反
射性の端板６を持つという管３内のレーザ装置２の特性
を示している。ポンプ用放射が管３に入ると、励起され
た原子が光を放射し、この光は、部分的に反射性の端板
４から出て行くまで、端板４，６の間ではね返される。
典型的な書込みレーザでは、端板６の反射係数は１００
％に近いが、端板４の反射係数は９８％に近い。レーザ
装置の効率を改善して、２つの端板の間の制御された反
射を維持する為、端板４は、図３では例示する為に幾分
拡大して示す様に、若干凹である。前に述べた理由によ
り、実用的には、並びに純粋に理論的な観点から、ビー
ムは約１ミリラジアンの角度でその軸線から発散する。
発散ビーム８の結果として、理論的な共役焦点が実際に
存在し、これは、５に於ける平面波の範囲が無限でない
こと並びに端板４が彎曲していることにより、回折及び
屈折に起因してレーザ装置自体によって作られる。
ビームを発生する為に使われる様な種類のアルゴン・イ
オン・レーザの構成を詳しく検討してみれば、レーザ装
置２は平行−平面形レーザ構造であるが、反射性端板６
は平面状であるけれども、部分的に反射性の端板４は幾
分内向きに凹であることが判る。図３は、その左側に部
分的に反射性の端板４を持ち、図３の右側に平面状の反
射性の端板６を持つという管３内のレーザ装置２の特性
を示している。ポンプ用放射が管３に入ると、励起され
た原子が光を放射し、この光は、部分的に反射性の端板
４から出て行くまで、端板４，６の間ではね返される。
典型的な書込みレーザでは、端板６の反射係数は１００
％に近いが、端板４の反射係数は９８％に近い。レーザ
装置の効率を改善して、２つの端板の間の制御された反
射を維持する為、端板４は、図３では例示する為に幾分
拡大して示す様に、若干凹である。前に述べた理由によ
り、実用的には、並びに純粋に理論的な観点から、ビー
ムは約１ミリラジアンの角度でその軸線から発散する。
発散ビーム８の結果として、理論的な共役焦点が実際に
存在し、これは、５に於ける平面波の範囲が無限でない
こと並びに端板４が彎曲していることにより、回折及び
屈折に起因してレーザ装置自体によって作られる。
【００１７】図５には、この発明を説明する為の部品が
インラインで示されており、こゝで使う参照数字は、図
１の説明図に使ったものと同じである。レーザ源２とビ
デオ・ディスク５０の間の光路に何等新しい光学素子は
付け加えられていないことが理解されよう。然し、変調
器ハウジング１０（図１に示す）の開口２５が、ビーム
部分５４が変換器６０に当たる様にする為に必要であ
る。図３について説明した解析を念頭におけば、レーザ
装置２によって理論的な共役点が作られ、且つ変換器６
０に到達するビーム部分５４は、ビデオ・ディスク５０
からの反射ビームの結果であるから、ビデオ・ディスク
５０の面に於ける光ビームの焦点に影響を与える光学素
子の位置又は向きの変化があれば、それは変換器６０に
到達するビームの形並びに／又は寸法にも影響すること
が理解されよう。
インラインで示されており、こゝで使う参照数字は、図
１の説明図に使ったものと同じである。レーザ源２とビ
デオ・ディスク５０の間の光路に何等新しい光学素子は
付け加えられていないことが理解されよう。然し、変調
器ハウジング１０（図１に示す）の開口２５が、ビーム
部分５４が変換器６０に当たる様にする為に必要であ
る。図３について説明した解析を念頭におけば、レーザ
装置２によって理論的な共役点が作られ、且つ変換器６
０に到達するビーム部分５４は、ビデオ・ディスク５０
からの反射ビームの結果であるから、ビデオ・ディスク
５０の面に於ける光ビームの焦点に影響を与える光学素
子の位置又は向きの変化があれば、それは変換器６０に
到達するビームの形並びに／又は寸法にも影響すること
が理解されよう。
【００１８】装置が合焦状態である時、ビーム部分５４
に若干発散性の素子１４が存在しない為、平面波５から
ビーム分割器２０の中点にあるプリズム面２２までの距
離Ｒ1 は、ビーム分割器２０のプリズム面２２から、変
換器６０に於ける平面波５の最も鮮明な像６１までの戻
りビーム５４の距離Ｒ2 より長いことに注意されたい。
この為、標準的な生産用の記録−現像−再生較正手順で
判定して、装置が最適焦点に設定されている時に直径が
最も小さい最も鮮明な平面波の像６１を生ずる距離より
も、距離Ｒ2 が長かったり短かったりすると、検出器６
０に於けるビームの断面形は、平面波５の像６１を構成
する光の区画の錯乱円が一層大きい為に、直径が増加す
る。断面形のこの変化を検出して、書込みビームの焦点
はずれ状態があるかどうかを決定することが出来る。典
型的には、平面波の最も鮮明な像６１は直径が１乃至２
ミリ程度である。
に若干発散性の素子１４が存在しない為、平面波５から
ビーム分割器２０の中点にあるプリズム面２２までの距
離Ｒ1 は、ビーム分割器２０のプリズム面２２から、変
換器６０に於ける平面波５の最も鮮明な像６１までの戻
りビーム５４の距離Ｒ2 より長いことに注意されたい。
この為、標準的な生産用の記録−現像−再生較正手順で
判定して、装置が最適焦点に設定されている時に直径が
最も小さい最も鮮明な平面波の像６１を生ずる距離より
も、距離Ｒ2 が長かったり短かったりすると、検出器６
０に於けるビームの断面形は、平面波５の像６１を構成
する光の区画の錯乱円が一層大きい為に、直径が増加す
る。断面形のこの変化を検出して、書込みビームの焦点
はずれ状態があるかどうかを決定することが出来る。典
型的には、平面波の最も鮮明な像６１は直径が１乃至２
ミリ程度である。
【００１９】図６には変換器６０の３次元モデルが示さ
れている。使う時、変換器６０は２５６×２５６の光電
池のマトリクスで構成することが好ましい。各々の光電
池は４角な形であり、長さが約０．００２５４ｃｍ
（０．００１インチ）である。この種の光電池のマトリ
クスはいろいろな製造業者から大規模集積回路の形で入
手することが出来、光電池のマトリクスで光ビームを遮
ると云う基本的な考えは、この発明の一部分ではない。
れている。使う時、変換器６０は２５６×２５６の光電
池のマトリクスで構成することが好ましい。各々の光電
池は４角な形であり、長さが約０．００２５４ｃｍ
（０．００１インチ）である。この種の光電池のマトリ
クスはいろいろな製造業者から大規模集積回路の形で入
手することが出来、光電池のマトリクスで光ビームを遮
ると云う基本的な考えは、この発明の一部分ではない。
【００２０】図６にはこの発明の好ましい１形式が示さ
れている。光電池のマトリクスからの出力接続部が多重
化器６５で組合されて、連続的で繰返すパルス列を形成
する。各々のパルスは、６５，０００個を越えるセルの
マトリクス中にある対応するセルに入射する光の強度に
対応した大きさを持つ。これらのパルスをクロック作用
によってシフト・レジスタ６７に入れることが、ビデオ
走査発生器６９によって行なわれる。この発生器が、同
期した順序で線７５にパルス列を受取り、適当な水平走
査線でこの水平走査線の適正な位置に、各々のセルに対
応する相異なる振幅レベルを挿入してから、ビデオ・モ
ニタに供給する。このモニタが、走査ビームを強度変調
することにより、変換器６０に当って受取ったビーム部
分５４の断面形６１を表示する。
れている。光電池のマトリクスからの出力接続部が多重
化器６５で組合されて、連続的で繰返すパルス列を形成
する。各々のパルスは、６５，０００個を越えるセルの
マトリクス中にある対応するセルに入射する光の強度に
対応した大きさを持つ。これらのパルスをクロック作用
によってシフト・レジスタ６７に入れることが、ビデオ
走査発生器６９によって行なわれる。この発生器が、同
期した順序で線７５にパルス列を受取り、適当な水平走
査線でこの水平走査線の適正な位置に、各々のセルに対
応する相異なる振幅レベルを挿入してから、ビデオ・モ
ニタに供給する。このモニタが、走査ビームを強度変調
することにより、変換器６０に当って受取ったビーム部
分５４の断面形６１を表示する。
【００２１】ビーム５４の収斂の角度は小さいが、上に
述べた様なセルの構造並びに寸法は、書込みビームの小
さな焦点はずれ状態でも検出することが出来る様にする
のに十分である。変換器６０に入射するビーム５４の断
面は理論的には円形であるが、実際には必ずしもそうな
らず、前に述べた経験的な方法によってマスター作成装
置の焦点が最適になる様に較正した後、ビデオ・モニタ
に表示される平面波の最も鮮明な像６１の断面形を基準
断面形として記録し、マスター作成装置の焦点状態を最
適にしようとする度に、この基準断面形に対して、比較
する。基準断面形を記録するうまい方法は、計算機を使
って、各々のセルに光が入射したことによって発生され
た各々の信号の値を記録することである。これより簡単
で一層実用的な直接的な方法は、ビデオ・モニタのスク
リーン上にグリース・ペンシルで基準断面形の形を描く
ことである。この後、スクリーンに前以って描かれた基
準断面形に対して任意の時点にビデオ・モニタに表示さ
れるものの偏差を観測することにより、焦点状態の周期
的な検査を瞬時的に行なうことが出来る。
述べた様なセルの構造並びに寸法は、書込みビームの小
さな焦点はずれ状態でも検出することが出来る様にする
のに十分である。変換器６０に入射するビーム５４の断
面は理論的には円形であるが、実際には必ずしもそうな
らず、前に述べた経験的な方法によってマスター作成装
置の焦点が最適になる様に較正した後、ビデオ・モニタ
に表示される平面波の最も鮮明な像６１の断面形を基準
断面形として記録し、マスター作成装置の焦点状態を最
適にしようとする度に、この基準断面形に対して、比較
する。基準断面形を記録するうまい方法は、計算機を使
って、各々のセルに光が入射したことによって発生され
た各々の信号の値を記録することである。これより簡単
で一層実用的な直接的な方法は、ビデオ・モニタのスク
リーン上にグリース・ペンシルで基準断面形の形を描く
ことである。この後、スクリーンに前以って描かれた基
準断面形に対して任意の時点にビデオ・モニタに表示さ
れるものの偏差を観測することにより、焦点状態の周期
的な検査を瞬時的に行なうことが出来る。
【００２２】以上説明した装置によれば、ビデオ・ディ
スクの面に集束されたビームを認識することができる。
スクの面に集束されたビームを認識することができる。
【００２３】なお、マスター作成装置を最適焦点状態に
するには、この装置を最初に較正し、この時、基準断面
形を記録しておいて、将来参照する。較正は、前に説明
した方法によって経験的に行なうことが出来、これによ
って番組資料を実際に記録しながら一連の光学的な変化
が生じ、記録された種々の部分を再生する時、較正され
たブレーヤでビデオ・ディスクの最適の再生特性に注意
することにより、最適焦点が判る。
するには、この装置を最初に較正し、この時、基準断面
形を記録しておいて、将来参照する。較正は、前に説明
した方法によって経験的に行なうことが出来、これによ
って番組資料を実際に記録しながら一連の光学的な変化
が生じ、記録された種々の部分を再生する時、較正され
たブレーヤでビデオ・ディスクの最適の再生特性に注意
することにより、最適焦点が判る。
【００２４】然し、一旦基準断面形が設定されれば、変
換器６０によって感知された監視するビームを周期的に
前以て記録された基準断面形と整合させることにより、
マスター作成装置の最適焦点を達成することが出来る。
現在では、これが一日毎に行なわれている。
換器６０によって感知された監視するビームを周期的に
前以て記録された基準断面形と整合させることにより、
マスター作成装置の最適焦点を達成することが出来る。
現在では、これが一日毎に行なわれている。
【００２５】この発明に従って断面形が合うかどうかを
調べることにより、各々のマスター作成装置に対し、一
日あたり約１時間の非稼働時間を節約することが出来
る。
調べることにより、各々のマスター作成装置に対し、一
日あたり約１時間の非稼働時間を節約することが出来
る。
【００２６】この発明を好ましい実施例並びにその変更
について具体的に図示し且つ説明したが、当業者であれ
ば、この発明の範囲内で種々の変更を加えることが出来
ることは云うまでもない。
について具体的に図示し且つ説明したが、当業者であれ
ば、この発明の範囲内で種々の変更を加えることが出来
ることは云うまでもない。
【図１】この発明のやり方を概略的に示す概略図であ
り、レーザ光源とビデオ・ディスクの間にある完全な光
路を示している。
り、レーザ光源とビデオ・ディスクの間にある完全な光
路を示している。
【図２】ビデオ・ディスク・プレーヤに関連した従来の
焦点合せ機構に用いられる光学系の図である。
焦点合せ機構に用いられる光学系の図である。
【図３】半球形共振器の図である。
【図４】共焦点レーザ空洞共振器の図であり、レーザ光
源の動作原理を説明すると共に、装置内での平面波がと
り得る２つの位置を示している。
源の動作原理を説明すると共に、装置内での平面波がと
り得る２つの位置を示している。
【図５】光ビーム変調器の出口側の端で感知した書込み
ビームのビームスポット形状を表示する為の光学的な原
理を例示する図である。
ビームのビームスポット形状を表示する為の光学的な原
理を例示する図である。
【図６】ビデオ・モニタに表示する為に、光電池マトリ
クスの出力を処理する為に使うことの出来る電子回路の
ブロック図である。
クスの出力を処理する為に使うことの出来る電子回路の
ブロック図である。
２ レーザ １０ 光ビーム変調器 ３０ １／４波長板 ４５ 対物レンズ ４８ 記録面 ５０ ビデオ・ディスク ６０ 変換器
Claims (2)
- 【請求項１】 気体レーザ管で構成された光源（２）
と、該光源から出射されるレーザビーム（８）の光路に
介在された光変調素子（１４）と、該光変調素子から出
射されるレーザビーム（１８）の光路に介在されたビー
ムスプリッタ（２０）と、ガラス製ディスク上にフォト
レジスト層（４９）を被覆してなる記録媒質（５０）を
回転自在に支持するスピンドル（５２）と、前記記録媒
質の記録面に焦点を結ぶように支持された対物レンズ集
成体（４４）と、前記光変調素子と前記対物レンズ集成
体との間を繋ぐレーザビームの往復同軸光路（２６，３
６）とを有し、 前記光変調素子と前記ビームスプリッタとは共通のハウ
ジング内に一体的に収容されて光ビーム変調器（１０）
を構成しており、該光ビーム変調器には、前記光源から
のレーザビームが入射する第１のポート（１２）と、前
記ビームスプリッタからの往路ビーム（２６）及びビー
ムスプリッタへの復路ビームが入出射される第２のポー
ト（２４）と、前記ビームスプリッタで分離された復路
ビームが出射される第３のポート（２５）とが設けられ
ており、 それにより、前記往路ビームを記録媒質のフォトレジス
ト層上にスポット照射させつつこれを露光する一方、前
記第３のポートから出射される復路ビームを光電変換器
（６０）上に結像させつつその電気信号に基づいて前記
フォトレジスト層上の照射スポット形状を画像表示し得
るように構成したことを特徴とする光ディスクマスター
の作成装置。 - 【請求項２】 前記ビームスプリッタはグランプリズム
（２０）から成り、かつ前記往復同軸光路上には１／４
波長板（３０）が介在されていることを特徴とする請求
項１に記載の光ディスクマスターの作成装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/415,501 US4499569A (en) | 1982-09-07 | 1982-09-07 | Writing beam focus monitor |
| US415501 | 1982-09-07 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58134529A Division JPS5945639A (ja) | 1982-09-07 | 1983-07-25 | 情報を書き込む装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05225584A JPH05225584A (ja) | 1993-09-03 |
| JP2580390B2 true JP2580390B2 (ja) | 1997-02-12 |
Family
ID=23645934
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58134529A Granted JPS5945639A (ja) | 1982-09-07 | 1983-07-25 | 情報を書き込む装置 |
| JP2415356A Expired - Lifetime JP2580390B2 (ja) | 1982-09-07 | 1990-12-28 | 光ディスクマスターの作成装置 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58134529A Granted JPS5945639A (ja) | 1982-09-07 | 1983-07-25 | 情報を書き込む装置 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4499569A (ja) |
| EP (3) | EP0619575B1 (ja) |
| JP (2) | JPS5945639A (ja) |
| KR (1) | KR870002135B1 (ja) |
| AT (3) | ATE67882T1 (ja) |
| DE (3) | DE3382416D1 (ja) |
| HK (1) | HK38893A (ja) |
| SG (2) | SG44590A1 (ja) |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4868805A (en) * | 1986-08-13 | 1989-09-19 | Seiko Seiki Kabushiki Kaisha | Inspection apparatus |
| FR2611694B1 (fr) * | 1987-02-23 | 1989-05-19 | Pechiney Electrometallurgie | Procede de preparation de trichites en carbure de silicium |
| US5265079A (en) | 1991-02-15 | 1993-11-23 | Applied Magnetics Corporation | Seek actuator for optical recording |
| US6141300A (en) * | 1989-06-20 | 2000-10-31 | Discovision Associates | Optical actuator including lens assembly with optical axis having symmetric suspensory forces acting thereon and optical disc system including same |
| US6069857A (en) * | 1991-02-15 | 2000-05-30 | Discovision Associates | Optical disc system having improved circuitry for performing blank sector check on readable disc |
| US5729511A (en) * | 1991-02-15 | 1998-03-17 | Discovision Associates | Optical disc system having servo motor and servo error detection assembly operated relative to monitored quad sum signal |
| US5808980A (en) * | 1991-02-15 | 1998-09-15 | Discovision Associates | Seek actuator for optical recording |
| US5677899A (en) | 1991-02-15 | 1997-10-14 | Discovision Associates | Method for moving carriage assembly from initial position to target position relative to storage medium |
| US6236625B1 (en) | 1991-02-15 | 2001-05-22 | Discovision Associates | Optical disc system having current monitoring circuit with controller for laser driver and method for operating same |
| US5537379A (en) | 1991-05-10 | 1996-07-16 | Discovision Associates | Optical data storage and retrieval system and method |
| US5894468A (en) * | 1994-05-06 | 1999-04-13 | Discovision Associates | Data recovery with differentiation and partial integration stages to eliminate noises and DC offset level |
| US5790495A (en) | 1994-05-06 | 1998-08-04 | Discovision Associates | Data generator assembly for retrieving stored data by comparing threshold signal with preprocessed signal having DC component |
| US6434087B1 (en) | 1995-01-25 | 2002-08-13 | Discovision Associates | Optical disc system and method for controlling bias coil and light source to process information on a storage medium |
| US5920539A (en) * | 1995-01-25 | 1999-07-06 | Discovision Associates | Apparatus and method for suppression of electromagnetic emissions having a groove on an external surface for passing an electrical conductor |
| US6091684A (en) * | 1995-01-25 | 2000-07-18 | Discovision Associates | Optical disc system and method for changing the rotational rate of an information storage medium |
| US5748578A (en) * | 1995-01-25 | 1998-05-05 | Discovision Associates | Colpitts type oscillator having reduced ringing and improved optical disc system utilizing same |
| US5742730A (en) * | 1995-03-09 | 1998-04-21 | Couts; David A. | Tape control system |
| US5978329A (en) * | 1995-06-07 | 1999-11-02 | Discovision Associates | Technique for closed loop servo operation in optical disc tracking control |
| US5719764A (en) * | 1995-07-19 | 1998-02-17 | Honeywell Inc. | Fault tolerant inertial reference system |
| EP0777218B1 (en) * | 1995-12-06 | 2001-05-16 | Discovision Associates | Apparatus and method for focus control |
| US5689485A (en) | 1996-04-01 | 1997-11-18 | Discovision Associates | Tracking control apparatus and method |
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