JP2698148B2 - 光ディスク原盤露光装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光ディスク原盤露光装置に関し、特に、露
光時の異常動作の発生が低減された光ディスク原盤露光
装置に関する。

〔従来の技術〕

光ディスク原盤に情報信号を記録するためには、通
常、露光光源を情報信号に応じてON−OFF制御して行な
っているが、露光光源をON−OFF制御して情報を記録す
る方式の場合には、露光光源からの光をフォーカス位置
検出用の光源として用いることができず、このため、光
ディスク原盤露光装置では、従来から、光ディスク原盤
を露光する露光用光源と、フォーカス位置検出用の光束
を出射するフォーカス制御用光源との２つの光源を用い
た２ビーム方式のものが主流をなしており、通常、露光
光原には光強度の大きいアルゴン（Ar）レーザ等が用い
られ、またフォーカス制御用には、光強度の小さいHe−
Neレーザ等が用いられていた。

また、上記２ビーム方式の光ディスク原盤露光装置に
は、露光用光源及びフォーカス制御用光源から出射され
た光束を上記光ディスク原盤に集光する対物レンズと、
該対物レンズを光軸方向に移動してフォーカス調整を行
なうアクチュエータと、上記対物レンズによって光ディ
スク原盤に集光され光ディスク原盤から反射されたフォ
ーカス制御用光源からの出射光を検出する、４分割受光
素子等の光検知器と、この光検知器からの信号に基づい
て上記アクチュエータの作動を制御しフォーカス制御を
行なうフォーカス制御系とを備えた構成となっており、
原盤露光時には、上記フォーカス制御系によってアクチ
ュエータの作動が制御され、上記対物レンズのフォーカ
ス位置の調整が行なわれた状態で原盤に露光光源からの
集光光束の露光が行なわれるようになっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記２ビーム方式の光ディスク原盤露光装
置におては、前述したように、フォーカス制御用光源に
He−Neレーザ等を用いているが、従来の大部分の光ディ
スク原盤露光装置においては、通常、フォーカス制御用
光源の光量モニターは行なわれておらず、フォーカス制
御用光源の光量変動に対する対策が施されていなかっ
た。このため、露光中にHe−Neレーザの光量が一定光量
以下になるとフォーカス位置の検出不良が生じ、フォー
カス制御系の発振等が生じることがあり、制御が不安定
となり、正常な露光品質が得られなくなるという問題が
生じていた。また、フォーカス制御系に発振等が生じた
場合、アクチュエータのフォーカスサーボ機構が異常動
作し破損する場合もあり問題となっていた。

そこで、上述した問題の解決策として、一部の光ディ
スク原盤露光装置においては、フォーカス制御用光源の
光量を常時モニターして異常を検出することが行なわれ
ており、異常時にはフォーカス制御系リセットするよう
に、異常対策が施されていた。

ところで、Arレーザ等の露光用光源の光量は、通常、
集光位置において一定に保持する必要があるが、このた
め、露光用光源の光量を露光に先だって予め測定し、一
定の光量となるように調整しておく必要があり、従来
は、対物レンズ下に光量検知素子を配置して露光用光源
の光量を測定していたが、前述のフォーカス制御用光源
の光量を常時モニターする方式の露光装置では、露光光
源の光量検出時においてもフォーカス制御用光源の光量
がモニターされているため、フォーカス制御用光源側の
光量変動等の異常が発生した場合に、フォーカス制御系
がリセットされてしまい、露光光源側光量の測定が正常
に行なわれなくなるという新たな問題が生じてしまう。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、原
盤露光時におけるフォーカス制御用光源の異常を容易に
検知し、フォーカス制御系の異常動作を防止すると共
に、露光光源側の光量測定等も容易に確実に行ない得る
光出ディスク原盤露光装置を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明では、光ディスク原
盤を露光する露光用光源と、フォーカス位置検出用の光
束を出射するフォーカス制御用光源と、上記露光用光源
及びフォーカス制御用光源から出射された光束を上記光
ディスク原盤に集光する集光光学系と、該集光光学系を
光軸方向に移動してフォーカス調整を行なうアクチュエ
ータと、上記集光光学系によって光ディスク原盤に集光
され光ディスク原盤から反射されたフォーカス制御用光
源からの出射光を検出しこの検出信号に基づいて上記ア
クチュエータの作動を制御しフォーカス制御を行なうフ
ォーカス制御系とを備え、原盤露光時にフォーカス制御
と露光とを別々の光源で行なう光ディスク原盤露光装置
において、フォーカス制御動作以外の動作モード時にフ
ォーカス制御用光源からの出射光を遮蔽する遮蔽手段
と、フォーカス制御動作時に上記フォーカス制御用光源
からの出射光の光量を検出する手段と、その検出された
光量の変化に基づいてフォーカス制御用光源の異常の有
無を検出し異常信号を発生する異常検出手段と、該異常
検出手段からの信号に基づいてフォーカス制御用光源の
異常が検出された時にメイン制御コントローラに割込み
をかけてフォーカス制御動作を規制する割込み制御手段
と、フォーカス制御動作モードかそれ以外の動作モード
かにより上記遮蔽手段及び上記割込み制御手段の作動を
制御する主制御手段とを備えたことを特徴とする。

〔作用〕

上記構成の光ディスク原盤露光装置においては、フォ
ーカス制御動作以外の動作モード時には、主制御手段に
よって上記遮蔽手段が作動され、該遮蔽手段によりフォ
ーカス制御用光源からの出射光が光ディスク原盤や光量
検出手段へ入射しないようにし、露光光源側の光量測定
等に悪影響を及ぼさないように作用する。また、このと
き、上記主制御手段は、光量検出手段、異常検出手段及
び割込み制御手段の作動を禁止し、露光光源の光量測定
が確実に行なわれるように作用する。

また、上記主制御手段は、フォーカス制御動作モード
時には、上記遮蔽手段の作動を解除し、フォーカス制御
用光源からの出射光が光ディスク原盤や光量検出手段へ
入射されるようにし、且つ、異常検出手段及び割込み制
御手段を作動し、フォーカス制御動作時におけるフォー
カス制御用光源の異常を検出し、フォーカス制御系の異
常動作を防止するように作用する。

〔実 施 例〕

以下、本発明を図示の一実施例に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本発明による光ディスク原盤露光装置の露光
及びフォーカス制御用光学系と制御系の概略的要部構成
図を示しており、図中符号１は原盤露光要のAr＋レーザ
光源、符号２はダイクロイックミラー、符号３はミラ
ー、符号４はフォーカス制御用光源たるHe−Neレーザ光
源、符号５は上記He−Neレーザ光源４からの出射光をフ
ォーカス制御動作以外のモード時に遮蔽する遮蔽板、符
号６はビームスプリッタ、符号７は上記He−Neレーザ光
源４からの出射光の光量を検出するためのフォーカス制
御系用光量検出センサ、符号８は偏向ビームスプリッ
タ、符号11はλ/4板、符号12は集光用の対物レンズ、符
号13は対物レンズ12を光軸方向に移動しフォーカス調整
を行なうためのアクチュエータ、符号９はシリンドリカ
ルレンズ、符号10は上記対物レンズ12によって光ディス
ク原盤16に集光された光ディスク原盤16から反射された
He−Neレーザ光源からの光束を検出しフォーカス位置に
対応した信号を出力する４分割受光素子等からなるフォ
ーカス位置検出センサ、符号14はこのフォーカス位置検
出センサ10からの信号に基づいて上記アクチュエータ13
の作動を制御しフォーカス制御を行なうフォーカス制御
系、符号15は露光用Ar＋レーザ光源１からの露光光の光
量を検出するための露光光量検出センサ、符号17は上記
フォーカス制御系用光量検出センサ７によって検出され
た光量の変化を検知し、その検知結果に基づいてフォー
カス制御用光源たるHe−Neレーザ光源４の異常の有無を
検出し後述のメイン制御コントローラに異常信号を発生
する光量検知及び異常検出回路、符号18は上記異常検出
回路17からの割込み信号に基づいてフォーカス制御動作
を規制する割込み制御手段とフォーカス制御動作モード
かそれ以外の動作モードかにより上記遮蔽板５及び上記
割込み制御手段の作動を制御する主制御手段とを備えた
メイン制御コントローラを夫々示している。

尚、上記メイン制御コントローラ18は、周知のマイク
ロコンピュータや、ROMやRAM等からなる記憶装置、及び
入出力用のインターフェース回路等によって構成されて
おり、記憶装置内のROMには、各種制御プログラムやデ
ータが予め記憶されている。

ここで、第３図は上記メイン制御コントローラ18によ
るプログラム制御の一例を示し、光ディスク原盤16露光
時のメイン制御プログラムを示す。

以下、露光時の制御動作に関して述べる。

第１図及び第３図において、制御プログラムの実行が
開始されると、先ず、露光開始か否かが判別され（S
1）、スイッチ等のON操作等により、露光開始状態にあ
れば、次の制御が実行され、フォーカス制御系動作モー
ドが実行され（S2）、フォーカス制御用のHe−Neレーザ
光源４からの光束を遮蔽する遮蔽板５が第１図中のOFF
位置に移動され光路から退避される。また、このとき同
時にフォーカス制御系14によるフォーカス制御動作が開
始される。

ここで、フォーカス制御用のHe−Neレーザ光源４から
出射されたレーザ光束は、ビームスプリッタ６によって
２方向に分割され、ビームスプリッタ６を透過した光束
をフォーカス制御系用の光量検出センサ７によって受光
され、その光量が検出される（S3）。

一方、ビームスプリッタ６によって反射された光束
は、ダイクロイックミラー２によって露光用のAr＋レー
ザ光束と同一の光軸（主光軸）に合わされ、ミラー３に
よって略直角方向に曲げられた後、偏向ビームスプリッ
タ８及びλ/4板11を介して対物レンズ12に入射され、こ
の対物レンズ12によって光ディスク原盤16の記録面上に
集光される。光ディスク原盤16の記録面上に集光された
フォーカス制御用の光束は光ディスク原盤16の記録面に
よって反射され、対物レンズ12及びλ/4板11を介して偏
向ビームスプリッタ８に戻され、この偏向ビームスプリ
ッタ８によって略直角方向に反射され、シリンドリカル
レンズ９によって４分割受光素子等からなるフォーカス
位置検出センサ10に集光され、フォーカス位置の検出が
行なわれる。尚、４分割受光素子等を用いたフォーカス
位置の検出方法に関しては周知事項であるから説明を省
略する。

ここで、上記フォーカス位置検出センサ10からの出力
信号はフォーカス制御系14に入力されており、フォーカ
ス制御系14は、フォーカス位置検出センサ10からの出力
信号に基づいてフォーカス位置が合焦位置となるように
アクチュエータ13を作動して対物レンズ12が合焦位置と
なるように制御する。

また、露光用のAr＋レーザ光源１から出射されたレー
ザ光束はダイクロイックミラー２を透過し、ミラー３に
よって略直角方向に曲げられた後、偏向ビームスプリッ
チ８及びλ/4板11を介して対物レンズ12に入射され、こ
の対物レンズ12によって光ディスク原盤16の記録面上に
集光される。そして、この露光用の集光光束は情報信号
に対応してON−OFF制御され、光ディスク原盤16の記録
面を情報信号に応じて露光し、情報を記録する。そし
て、露光が終了されると、光量検出が停止され（S5）、
フォーカス制御系の動作が停止され（S6）、露光処理が
終了し、スタート時の状態に戻る。

ところで、以上の露光動作時においては、前述したよ
うに、同時にフォーカス制御系用の光量検出センサ７に
よってHe−Neレーザ光源４から出射されたレーザ光束の
光量検出が行なわれているが、この光量検出センサ７か
らの出力信号は光量検知及び異常検出回路17に入力さ
れ、He−Neレーザ光源４からの出射光の光量変動が検出
される（S3）。ここで、光量検知及び異常検出回路17
は、光量検出センサ７の出力を光量に対応したレベルの
電気信号に変換すると共に、例えば第２図に示すよう
に、フォーカス検出に必要な規定光量（正常光量）に対
応して設定されたスレッショルドレベルの電圧（Vref）
と検出された光量対応の電圧とを比較し、検出光量が上
記スレッショルドレベル電圧（Vref）以下になったとき
に、異常信号を割込み信号としてメイン制御コントロー
ラ18に出力するように構成されている。

ここで、光量検出（S3）の結果、光量が上記スレッシ
ョルドレベル電圧（Vref）以下になったときには、メイ
ン制御コントローラ18の制御は割込みルーチン（S3′）
に移行し、第４図に示す割込み制御の実行が開始され
る。

この割込み制御が実行されると、先ず、光量検知及び
異常検出回路17からの異常信号の再検出が実行され（W
1）、異常が無くなっている場合には第３図のメイン制
御に戻り、異常が有る場合には、次の異常対策が実行さ
れる（W3）。

ここで、異常対策としては、例えば、第５図に示すよ
うな処理が実行され、メイン制御コントローラ18は、異
常検出の再実行の後、フォーカス制御系14によるフォー
カス制御動作を停止し、アクチュエータ13を作動して対
物レンズ12の位置を所定の初期位置に戻し、フォーカス
制御動作を光量異常が解消されるまで停止し、異常モー
ド発生情報を表示装置等に出力して異常対策処理を終了
する。

この異常対策処理終了後、メイン制御に戻り、前述し
たように、光量検出の実行が停止され（S5）、フォーカ
ス制御系が停止モードとなる（S6）、異常時処理が終了
する。

ところで、以上の説明は露光時におけるフォーカス制
御動作モード時の説明であるが、このフォーカス制御動
作モード以外の時、例えば、露光用Ar＋レーザ光源１か
ら出射された露光光の光量測定時等においては、フォー
カス制御用のHe−Neレーザ光源４からの光束が光ディス
ク原盤18に照射されたままだと正確な露光光量の測定が
行なえない。

そこで、本発明による光ディスク原盤露光装置では、
メイン制御コントローラ18により、フォーカス制御動作
モードがそれ以外の動作モードかにより遮蔽板５及び光
量検知及び異常検出回路17の作動が制御されるように構
成する。

すなわち、本発明による光ディスク原盤露光装置で
は、フォーカス制御動作モード以外の動作モード時に
は、メイン制御コントローラ18が光量検知及び異常検出
回路17からの割込み信号の入力を規制し、且つ、遮蔽板
５の移動機構系（図示せず）を作動して図中ON位置に移
動し、フォーカス制御用のHe−Neレーザ光源４からの光
束を遮蔽するように制御して異常検出動作を禁止し、露
光光量検出時にフォーカス制御系が悪影響を与えないよ
うに構成する。

尚、フォーカス制御系の動作モード時以外はフォーカ
ス制御用光源の光量検出を無効とするサブルーチンをメ
イン制御コントローラ18の制御プログラムに組み入れて
おく。

また、上述の割込み禁止（異常検出の禁止）について
は、メイン制御コントローラ18内のマイクロコンピュー
タによりソフト的（プログラム制御）に行なう方法と、
ハード的（切換スイッチ等を用いた回路等による制御）
に行なう方法とがあり、ソフトで実施する場合には、例
えば、フォーカス制御系の動作モード以外の時には、プ
ログラム中で割込み禁止命令を宣言し、異常検出回路17
からの割込み信号を受付けないようにし、また、フォー
カス制御動作モード時には、その禁止命令を解除するよ
うにすればよい。また、ハード的に実施する場合には、
光量検知及び異常検出回路17と光量検出センサ７との接
続回路にリレースイッチ等を設けるか、若しくは、メイ
ン制御コントローラ18と異常検出回路17との間にリレー
スイッチ等を設け、上記何れかのリレースイッチ等を、
フォーカス制御動作モード時にはONとし、それ以外のモ
ード時にはOFFとなるようにすればよい。

さて、以上説明したように、本発明による光ディスク
原盤露光装置においては、露光時等のフォーカス制御系
動作モード時には、遮蔽板がフォーカス制御用光源の光
路から自動的に退避され、フォーカス位置の検出及びフ
ォーカス制御用光源の光量測定が行なわれ、フォーカス
制御時に光量異常が無い場合には、通常のフォーカス制
御が行なわれ、また、光量異常が発生した場合には、自
動的に異常処理が実行れ、フォーカス制御動作が停止さ
れるため、光量異常が発生した際のフォーカス制御系の
異常動作が未然に防止される。

また、フォーカス制御動作以外の制御動作モード、例
えば、露光光量の検出時には、遮蔽板がフォーカス制御
用光源の光路中に移動され、フォーカス制御用光源から
の光束を遮光し、且つ、フォーカス制御用光源の光量検
出及び異常検出回路の割込みが停止されるため、精度の
良い露光光量検出を行なうことができる。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、光ディスク原盤露光
装置のフォーカス制御動作モード時の光量低下による異
常動作の発生を未然に防止することができるため、フォ
ーカスサーボ系等の機構系の破損等を未然に防止でき
る。

また、フォーカス制御用光源の光量低下等の異常発生
時における回避処理が自動的に行なわれるため、光ディ
スク原盤露光時の異常対策の作業性が大幅に向上され
る。

また、本発明によれば、フォーカス制御動作モード以
外の動作モード時には、フォーカス制御用光源からの光
束が自動的に遮光され、且つフォーカス制御系の作動や
光量検出、異常検出が自動的に規制されるため、露光光
量の測定時の高精度化及び作業性の向上が大幅に図れ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す光ディスク原盤露光装
置の露光光学系及びフォーカス制御用光学系と制御系の
概略的要部構成図、第２図はフォーカス制御用光源の光
量変動の検出例を示す線図、第３図は第１図に示すメイ
ン制御コントローラの露光時における制御プログラムの
一例を示すフローチャート、第４図はフォーカス制御用
光源の光量異常時の割込み制御プログラムの一例を示す
フローチャート、第５図はフォーカス制御用光源の光量
異常時の異常対策処理の一例を示すフローチャートであ
る。 １……露光用Ar＋レーザ光源、２……ダイクロイックミ
ラー、３……ミラー、４……フォーカス制御用He−Neレ
ーザ光源、５……遮蔽板、６……ビームスプリッタ、７
……フォーカス制御光源用光量検知センサ、８……偏向
ビームスプリッタ、９……シリンドリカルレンズ、10…
…フォーカス位置検出センサ、11……λ/4板、12……対
物レンズ、13……アクチュエータ、14……フォーカス制
御系、15……露光光源用光量検知センサ、16……光ディ
スク原盤、17……光量及び異常検出回路、18……メイン
制御コントローラ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光ディスク原盤を露光する露光用光源と、
   フォーカス位置検出用の光束を出射するフォーカス制御
   用光源と、上記露光用光源及びフォーカス制御用光源か
   ら出射された光束を上記光ディスク原盤に集光する集光
   光学系と、該集光光学系を光軸方向に移動してフォーカ
   ス調整を行なうアクチュエータと、上記集光光学系によ
   って光ディスク原盤に集光され光ディスク原盤から反射
   されたフォーカス制御用光源からの出射光を検出しこの
   検出信号に基づいて上記アクチュエータの作動を制御し
   フォーカス制御を行なうフォーカス制御系とを備え、原
   盤露光時にフォーカス制御と露光とを別々の光源で行な
   う光ディスク原盤露光装置において、フォーカス制御動
   作以外の動作モード時にフォーカス制御用光源からの出
   射光を遮蔽する遮蔽手段と、フォーカス制御動作時に上
   記フォーカス制御用光源からの出射光の光量を検出する
   手段と、その検出された光量の変化に基づいてフォーカ
   ス制御用光源の異常の有無を検出し異常信号を発生する
   異常検出手段と、該異常検出手段からの信号に基づいて
   フォーカス制御用光源の異常が検出された時にメイン制
   御コントローラに割込みをかけてフォーカス制御動作を
   規制する割込み制御手段と、フォーカス制御動作モード
   かそれ以外の動作モードかにより上記遮蔽手段及び上記
   割込み制御手段の作動を制御する主制御手段とを備えた
   ことを特徴とする光ディスク原盤露光装置。