JP2706240B2 - 電子ビームの照射状態検出方法 - Google Patents
電子ビームの照射状態検出方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、電子ビームを用いた記録または再生等を行
う際の該電子ビームの被照射面上におけるビームスポッ
トの大きさを検出する電子ビームの照射状態検出方法に
関するものである。 ［発明の背景］ 従来、電子ビームを用いた記録方式においては、出射
された電子ビームは電磁レンズ、集束レンズを経て集束
された後、記録媒体に達する。高密度の記録再生を高い
信号／雑音（S/N）で行うためには、電子ビームの集束
位置を記録媒体上の情報記録位置に常に一致させる高精
度のフォーカシング技術が必要であるが、現在、適当な
方法は発明されていない。特にマルチ電子ビームを用い
て同時に並列に記録、再生するシステムでは多数の電子
ビームを同時に各電子ビームに対応する記録位置に正確
に合焦させなければならないので、より厳密なオートフ
ォーカス方法が必要である。 また、電子ビームを走査させる場合に記録媒体上の電
子ビームスポットの大きさを簡単に検出する電子ビーム
検出手段も現在のところ適当な方法がないのが現状であ
った。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明の目的は、上記要望に鑑み、電子ビームを用い
た情報記録、再生、作画等において、被照射面上の電子
ビームスポットの大きさを簡単に検出することのできる
電子ビームの照射状態検出方法を提供することにある。 以上のような目的は、電子ビーム発生源から発せられ
た電子ビームの被照射面におけるビームスポットの大き
さを検出する電子ビームの照射状態検出方法であって、
被照射面に、電子ビームを照射されたときのビームスポ
ットの大きさによって流れる電流量が変化する導電体パ
ターンを設け、該パターン上に電子ビームを照射させ、
前記パターンに流れる電流の大きさを検出することによ
り、該電子ビームの被照射面上におけるビームスポット
の大きさを検出することを特徴とする電子ビームの照射
状態検出方法により達成される。 また本発明の他の目的として、マルチ電子ビームを用
いた記録方式において、簡便な方法で複数の電子ビーム
のフォーカス制御等ができる電子ビームの照射状態検出
方法を提供することがある。 以上のような目的は、上記の電子ビームの照射状態検
出方法において、前記電子ビーム発生源が複数の電子ビ
ームを発射するものであり、該複数の電子ビームのうち
の少なくとも１つの電子ビームを前記導電体パターンに
照射し、その電子ビームの被照射面上におけるビームス
ポットの大きさを検出することにより、前記複数の電子
ビームの照射状態を決定し、それに基づきフォーカス制
御を行うことにより達成される。 なお、前記パターンとしては、記録スポット形状と略
同じ大きさの同心円状パターンや、記録スポット径をパ
ターンの線巾およびその間隔と同程度に設定された線状
パターン、および単一の円形パターン等が採用できる。 ［作用］ 上記のような電子ビームの照射状態検出方法によれ
ば、記録媒体上の電子ビームのスポットが、導電体パタ
ーンにかかる領域に応じて各パターンに流れる電流が変
化するので、所望の照射状態（照射スポットの大きさが
ある値になるとき、照射スポットが所定記録領域にある
とき等）のとき、各パターンの検出電流がいくらになる
かあらかじめ計算しておけば、所望の電子ビームの状
態、例えば、ジャストフォーカスを検出することができ
る。また、その検出した信号を帰還させ、所定の制御手
段により電子ビーム状態を制御することによりその最適
状態を維持することができる。 ［実施例］ 以下、本発明の電子ビームの照射状態検出方法につい
て具体的な実施例に基づき詳細に説明する。 第１図は本発明の電子ビームの照射状態検出方法を用
いたマルチ電子ビームによる記録装置の一実施例を示す
概略構成図である。 同図において、１は固体電子ビーム発生装置（MEB）
ヘッド、２はMEBヘッド１から出た電子ビームをそれぞ
れ集束化する電磁レンズ、９はその駆動および制御装
置、３は集束化された電子ビームを偏向する電磁レン
ズ、10はその駆動及び制御装置、５は記録媒体、６は該
記録媒体５上の電子ビームで記録される記録ピットの部
分である。４は電子ビーム状態検出用パターンであり、
第１図の装置ではオートフォーカス信号検出用に用いら
れ、一般には記録媒体製造工程で形成される。７は該パ
ターン４からの信号を処理するビーム状態信号処理回
路、８は記録媒体５からの情報信号処理装置である。 このような構成において、MEBヘッド１から出た電子
ビームは電磁レンズ２で各々集束されて所望の記録位置
にむけて偏向される。そして該ビームの内の１つがパタ
ーン４に照射される。オートフォーカス信号検出用パタ
ーン４は例えば第２図のように導電性材料で形成された
パターン電極である。 第２図においてa,bの各電極は互いに絶縁され、電子
ビームが照射されるとそれぞれia,ibなる電子電流がビ
ーム状態信号処理回路７に流れる。ここで、iaとibの電
流値の差If＝ia−ibを考える。電流ａのアの部分を所望
のビーム径と同等の半径の円形パターンとし、ｂ電極と
の間隔をビーム径以下に設定しておく。アの部分にビー
ムがアと同じ大きさで当っている時を合焦とするとib＝
０なのでIf＝iaとなる。しかし、合焦位置からずれてビ
ームが大きくなるとｂにも照射されるのでib≠０となり
If＝ia−ib＜iaとなる。よって、Ifの値の最大値はiaで
あり、合焦時以外は最大値からずれるので常にIfが最大
値（ib＝０）となるように２つの集束レンズに帰還をか
けて制御してやることにより、フォーカス用の１つのビ
ームのみならず残りの全ての電子ビームの記録媒体上の
集束径は常に一定に保たれる。 なお、精度を増すためにMEBヘッド１に前記フォーカ
ス用パターン４を複数個設けてもよい。 第３図は本発明における電子ビーム状態検出用パター
ン電極４の他の実施例を示した図であり、（ａ）は記録
媒体の平面図、（ｂ）は該パターンの拡大図である。 本実施例の場合は図のように互いに絶縁されたp,q,r
の３本の導電体パターンで形成した記録媒体以外は実施
例１と同じ記録装置において用いることができる。ま
た、実施例１と同様、ビームが当った電極からはip,iq,
irなる電子電流が外部のビーム状態信号処理回路７にと
り出せる。この場合、３本の電極パターンの線巾と間隔
を所望のビーム径と同程度に設定しておけば、所望の電
子ビーム径を検出できる。ここで、If＝iq−ip−irを考
えると、ｑ電極に第３図（ｂ）のようにビームスポット
20が当る時を合焦位置とすると、この時、ip＝0,ir＝０
であり、If＝iqである。ビーム径が合焦位置からずれて
大きくなるとip≠０またはiq≠０となるため、Ifは合焦
時よりも小さくなる。よってIfを最大化するよう常に２
つの電磁レンズに帰還をかけて制御することにより他の
電子ビームの記録媒体上での集束径を一定にすることが
できる。 本発明は前記実施例に限らず種々の変形、応用が可能
である。 例えば、前記ビーム状態検出用パターンの形状は第２
図、第３図に示した形状に限られず、マス目状等各種の
形状が使用できる。ここで、マス目状とは第３図（ｂ）
に示したような線状パターンを重ねて縦、横に形成した
場合をさす。もちろん、縦、横のパターンはお互い絶縁
されていることが必要であり、このパターンは、まず縦
（横）のパターンを形成した後、横（縦）のパターンが
重なるところに絶縁層を形成し、その上に横（縦）のパ
ターンを形成することにより行なう。この場合、電子ビ
ーム照射によって流れる電流を検出する端子は多くなる
が、２次元の位置を正確に検出することができる利点が
ある。イメージ的には方眼紙のマス目のようになる。 さらに、トラッキングの場合は第３図の線状パターン
の間隔を狭くし（第４図参照）、ｑのみならずp,rにも
スポットが照射されるようにして、ipおよびirの電流量
を検出することにより精度を向上させることができる。 ［発明の効果］ 以上、説明した様に本発明の電子ビームの照射状態検
出方法によれば、簡単な方法で記録媒体上の電子ビーム
のビームスポットの大きさを検出でき、しかもこの制御
方法は電子ビームを直接用いているために極めて精度が
良く、S/Nの高いフォーカシングを行うことができる。 さらに、本発明の方法は、マルチ電子ビームを用いた
記録方法において、１つの電子ビームをビームスポット
の大きさ検出のために用いて集束レンズ等を制御するこ
とにより他の記録再生用ビームを全て同時に同一状態に
保つことができる利点もある。
う際の該電子ビームの被照射面上におけるビームスポッ
トの大きさを検出する電子ビームの照射状態検出方法に
関するものである。 ［発明の背景］ 従来、電子ビームを用いた記録方式においては、出射
された電子ビームは電磁レンズ、集束レンズを経て集束
された後、記録媒体に達する。高密度の記録再生を高い
信号／雑音（S/N）で行うためには、電子ビームの集束
位置を記録媒体上の情報記録位置に常に一致させる高精
度のフォーカシング技術が必要であるが、現在、適当な
方法は発明されていない。特にマルチ電子ビームを用い
て同時に並列に記録、再生するシステムでは多数の電子
ビームを同時に各電子ビームに対応する記録位置に正確
に合焦させなければならないので、より厳密なオートフ
ォーカス方法が必要である。 また、電子ビームを走査させる場合に記録媒体上の電
子ビームスポットの大きさを簡単に検出する電子ビーム
検出手段も現在のところ適当な方法がないのが現状であ
った。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明の目的は、上記要望に鑑み、電子ビームを用い
た情報記録、再生、作画等において、被照射面上の電子
ビームスポットの大きさを簡単に検出することのできる
電子ビームの照射状態検出方法を提供することにある。 以上のような目的は、電子ビーム発生源から発せられ
た電子ビームの被照射面におけるビームスポットの大き
さを検出する電子ビームの照射状態検出方法であって、
被照射面に、電子ビームを照射されたときのビームスポ
ットの大きさによって流れる電流量が変化する導電体パ
ターンを設け、該パターン上に電子ビームを照射させ、
前記パターンに流れる電流の大きさを検出することによ
り、該電子ビームの被照射面上におけるビームスポット
の大きさを検出することを特徴とする電子ビームの照射
状態検出方法により達成される。 また本発明の他の目的として、マルチ電子ビームを用
いた記録方式において、簡便な方法で複数の電子ビーム
のフォーカス制御等ができる電子ビームの照射状態検出
方法を提供することがある。 以上のような目的は、上記の電子ビームの照射状態検
出方法において、前記電子ビーム発生源が複数の電子ビ
ームを発射するものであり、該複数の電子ビームのうち
の少なくとも１つの電子ビームを前記導電体パターンに
照射し、その電子ビームの被照射面上におけるビームス
ポットの大きさを検出することにより、前記複数の電子
ビームの照射状態を決定し、それに基づきフォーカス制
御を行うことにより達成される。 なお、前記パターンとしては、記録スポット形状と略
同じ大きさの同心円状パターンや、記録スポット径をパ
ターンの線巾およびその間隔と同程度に設定された線状
パターン、および単一の円形パターン等が採用できる。 ［作用］ 上記のような電子ビームの照射状態検出方法によれ
ば、記録媒体上の電子ビームのスポットが、導電体パタ
ーンにかかる領域に応じて各パターンに流れる電流が変
化するので、所望の照射状態（照射スポットの大きさが
ある値になるとき、照射スポットが所定記録領域にある
とき等）のとき、各パターンの検出電流がいくらになる
かあらかじめ計算しておけば、所望の電子ビームの状
態、例えば、ジャストフォーカスを検出することができ
る。また、その検出した信号を帰還させ、所定の制御手
段により電子ビーム状態を制御することによりその最適
状態を維持することができる。 ［実施例］ 以下、本発明の電子ビームの照射状態検出方法につい
て具体的な実施例に基づき詳細に説明する。 第１図は本発明の電子ビームの照射状態検出方法を用
いたマルチ電子ビームによる記録装置の一実施例を示す
概略構成図である。 同図において、１は固体電子ビーム発生装置（MEB）
ヘッド、２はMEBヘッド１から出た電子ビームをそれぞ
れ集束化する電磁レンズ、９はその駆動および制御装
置、３は集束化された電子ビームを偏向する電磁レン
ズ、10はその駆動及び制御装置、５は記録媒体、６は該
記録媒体５上の電子ビームで記録される記録ピットの部
分である。４は電子ビーム状態検出用パターンであり、
第１図の装置ではオートフォーカス信号検出用に用いら
れ、一般には記録媒体製造工程で形成される。７は該パ
ターン４からの信号を処理するビーム状態信号処理回
路、８は記録媒体５からの情報信号処理装置である。 このような構成において、MEBヘッド１から出た電子
ビームは電磁レンズ２で各々集束されて所望の記録位置
にむけて偏向される。そして該ビームの内の１つがパタ
ーン４に照射される。オートフォーカス信号検出用パタ
ーン４は例えば第２図のように導電性材料で形成された
パターン電極である。 第２図においてa,bの各電極は互いに絶縁され、電子
ビームが照射されるとそれぞれia,ibなる電子電流がビ
ーム状態信号処理回路７に流れる。ここで、iaとibの電
流値の差If＝ia−ibを考える。電流ａのアの部分を所望
のビーム径と同等の半径の円形パターンとし、ｂ電極と
の間隔をビーム径以下に設定しておく。アの部分にビー
ムがアと同じ大きさで当っている時を合焦とするとib＝
０なのでIf＝iaとなる。しかし、合焦位置からずれてビ
ームが大きくなるとｂにも照射されるのでib≠０となり
If＝ia−ib＜iaとなる。よって、Ifの値の最大値はiaで
あり、合焦時以外は最大値からずれるので常にIfが最大
値（ib＝０）となるように２つの集束レンズに帰還をか
けて制御してやることにより、フォーカス用の１つのビ
ームのみならず残りの全ての電子ビームの記録媒体上の
集束径は常に一定に保たれる。 なお、精度を増すためにMEBヘッド１に前記フォーカ
ス用パターン４を複数個設けてもよい。 第３図は本発明における電子ビーム状態検出用パター
ン電極４の他の実施例を示した図であり、（ａ）は記録
媒体の平面図、（ｂ）は該パターンの拡大図である。 本実施例の場合は図のように互いに絶縁されたp,q,r
の３本の導電体パターンで形成した記録媒体以外は実施
例１と同じ記録装置において用いることができる。ま
た、実施例１と同様、ビームが当った電極からはip,iq,
irなる電子電流が外部のビーム状態信号処理回路７にと
り出せる。この場合、３本の電極パターンの線巾と間隔
を所望のビーム径と同程度に設定しておけば、所望の電
子ビーム径を検出できる。ここで、If＝iq−ip−irを考
えると、ｑ電極に第３図（ｂ）のようにビームスポット
20が当る時を合焦位置とすると、この時、ip＝0,ir＝０
であり、If＝iqである。ビーム径が合焦位置からずれて
大きくなるとip≠０またはiq≠０となるため、Ifは合焦
時よりも小さくなる。よってIfを最大化するよう常に２
つの電磁レンズに帰還をかけて制御することにより他の
電子ビームの記録媒体上での集束径を一定にすることが
できる。 本発明は前記実施例に限らず種々の変形、応用が可能
である。 例えば、前記ビーム状態検出用パターンの形状は第２
図、第３図に示した形状に限られず、マス目状等各種の
形状が使用できる。ここで、マス目状とは第３図（ｂ）
に示したような線状パターンを重ねて縦、横に形成した
場合をさす。もちろん、縦、横のパターンはお互い絶縁
されていることが必要であり、このパターンは、まず縦
（横）のパターンを形成した後、横（縦）のパターンが
重なるところに絶縁層を形成し、その上に横（縦）のパ
ターンを形成することにより行なう。この場合、電子ビ
ーム照射によって流れる電流を検出する端子は多くなる
が、２次元の位置を正確に検出することができる利点が
ある。イメージ的には方眼紙のマス目のようになる。 さらに、トラッキングの場合は第３図の線状パターン
の間隔を狭くし（第４図参照）、ｑのみならずp,rにも
スポットが照射されるようにして、ipおよびirの電流量
を検出することにより精度を向上させることができる。 ［発明の効果］ 以上、説明した様に本発明の電子ビームの照射状態検
出方法によれば、簡単な方法で記録媒体上の電子ビーム
のビームスポットの大きさを検出でき、しかもこの制御
方法は電子ビームを直接用いているために極めて精度が
良く、S/Nの高いフォーカシングを行うことができる。 さらに、本発明の方法は、マルチ電子ビームを用いた
記録方法において、１つの電子ビームをビームスポット
の大きさ検出のために用いて集束レンズ等を制御するこ
とにより他の記録再生用ビームを全て同時に同一状態に
保つことができる利点もある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の電子ビームの照射状態検出方法を用い
たマルチ電子ビーム記録装置の一実施例を示す概略構成
図、第２図，第３図は電子ビーム状態検出用パターンの
一例を示す図である。 第４図はトラッキングに用いるパターンの一例を示した
図である。 １−1,1−2,1−3,………１−n:各電子ビーム発生部 1:固体電子ビーム発生装置ヘッド 2:集束化用電磁レンズ 3:偏向用電磁レンズ 4:電子ビーム状態検出用パターン 5:記録媒体 6:記録ピットの記録領域 7:ビーム状態信号処理回路 8:情報信号処理装置 9:集束化用電磁レンズ駆動および制御装置 10:偏向用電磁レンズ駆動および制御装置 20:電子ビームスポット
たマルチ電子ビーム記録装置の一実施例を示す概略構成
図、第２図，第３図は電子ビーム状態検出用パターンの
一例を示す図である。 第４図はトラッキングに用いるパターンの一例を示した
図である。 １−1,1−2,1−3,………１−n:各電子ビーム発生部 1:固体電子ビーム発生装置ヘッド 2:集束化用電磁レンズ 3:偏向用電磁レンズ 4:電子ビーム状態検出用パターン 5:記録媒体 6:記録ピットの記録領域 7:ビーム状態信号処理回路 8:情報信号処理装置 9:集束化用電磁レンズ駆動および制御装置 10:偏向用電磁レンズ駆動および制御装置 20:電子ビームスポット
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 水澤 伸俊
東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ
ヤノン株式会社内
(72)発明者 新井 竜一
東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ
ヤノン株式会社内
(72)発明者 織田 仁
東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ
ヤノン株式会社内
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．電子ビーム発生源から発せられた電子ビームの被照
射面におけるビームスポットの大きさを検出する電子ビ
ームの照射状態検出方法であって、 被照射面に、電子ビームを照射されたときのビームスポ
ットの大きさによって流れる電流量が変化する導電体パ
ターンを設け、該パターン上に電子ビームを照射させ、
前記パターンに流れる電流の大きさを検出することによ
り、該電子ビームの被照射面上におけるビームスポット
の大きさを検出することを特徴とする電子ビームの照射
状態検出方法。 ２．前記電子ビーム発生源が複数の電子ビームを発射す
るものであり、該複数の電子ビームのうちの少なくとも
１つの電子ビームを前記導電体パターンに照射し、その
電子ビームの被照射面上におけるビームスポットの大き
さを検出することにより、前記複数の電子ビームの照射
状態を決定することを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の電子ビームの照射状態検出方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26401986A JP2706240B2 (ja) | 1986-11-07 | 1986-11-07 | 電子ビームの照射状態検出方法 |
| US07/972,732 US5270990A (en) | 1986-08-15 | 1992-11-06 | Tracking error signal detecting apparatus using an electron beam and apparatus for effecting recording/reproduction of information by the utilization of a plurality of electron beams |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26401986A JP2706240B2 (ja) | 1986-11-07 | 1986-11-07 | 電子ビームの照射状態検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63119046A JPS63119046A (ja) | 1988-05-23 |
| JP2706240B2 true JP2706240B2 (ja) | 1998-01-28 |
Family
ID=17397424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26401986A Expired - Fee Related JP2706240B2 (ja) | 1986-08-15 | 1986-11-07 | 電子ビームの照射状態検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2706240B2 (ja) |
-
1986
- 1986-11-07 JP JP26401986A patent/JP2706240B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63119046A (ja) | 1988-05-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |