JP3371193B2 - 光ディスク、その原盤及びこれらの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光ディスク、その原盤及
びこれらの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】レーザービームを用いて情報の書込み、
読出、或いは消去を行うことができる光ディスクが知ら
れている。

【０００３】こうした光ディスクにおいて、例えば5.25
インチや 3.5インチのＩＳＯフォーマットが図12に示す
如きレイアウトで１セクタ毎に規格化されている。但
し、これらはサーボ方式に依存して大きく異なってい
る。

【０００４】図12のセクタフォーマットは1024バイト／
セクタ対応であり、１セクタ内にプリフォーマット部Ｐ
Ｆ（アドレス部）、ミラーマーク部ＭＭ（フラグ部）、
データエリア部ＤＡ、更にはバッファ部ＢＦが設けられ
ている。プリフォーマット部ＰＦにはプリフォーマット
化されたアドレスピット（プリピット）が設けられ、ま
たデータエリア部ＤＡにはレーザービームによる光磁気
記録を行う領域が設けられている。

【０００５】このセクタフォーマットは、いわゆるＣＳ
方式（連続溝サーボ方式）用として好適なものであっ
て、プリフォーマット部ＰＦとデータエリア部ＤＡでは
図１３に示す如きプリグルーブ（案内溝）１がトラック
ピッチ間隔（ここではトラックピッチ＝１．５μｍ）で
形成されている。なお、上記したミラーマーク部ＭＭは
プリグルーブはなく、ミラー面となっている。

【０００６】光磁気ディスク10のプリグルーブ１−１間
のランド22には、図13のように、プリフォーマット部Ｐ
Ｆの例えばセクターマーク部ＳＭではプリピット20が予
めプリフォーマット化されて形成され、データエリア部
ＤＡではレーザービームによる情報記録トラックが設け
られている。そして、プリグルーブ１に沿ってレーザー
ビームを照射することにより、連続的にトラッキングサ
ーボをかけながら記録、再生等の操作を行い得るように
なっている。

【０００７】上記のプリピット20は、カッティングと称
される記録方式によってディスク原盤を予め凹凸加工す
ることによって形成するものである。カッティングには
図14に示すシステムが使用可能である。

【０００８】即ち、フォトレジストが塗布されたガラス
基板１をスピンドルモータ２で回転させながら、He−Cd
レーザー３からのカッティングビーム４をＥＯＭ（電気
光学変調器）５、ミラー６、ＡＯＭ（音響光学変調器）
７、ミラー８、９、10、更には対物レンズ11からなる集
光レンズを経てガラス基板１上に導く。

【０００９】従って、レーザービーム４は、予めマイク
ロコンピュータからなるフォーマッタ12によってＡＯＭ
変調し、この変調（パルス変調）されたレーザービーム
４Ａをカッティングビームとして照射することになる。
フォーマッタ12はスピンドルモータ２も回転制御する。
なお、このレーザービーム４Ａと同一光路上に、He−Ne
レーザー13からのサーボ用ビーム14をミラー９、10、更
にはレンズ11を介してガラス基板１上に導き、このガラ
ス基板からの反射ビーム14Ａを逆方向へ戻し、フォトデ
ィテクタ15上に入射させる。そして、このフォトディテ
クタ15による検出結果に基いて、フォーカスサーボ等を
行っている。

【００１０】このようにして、ガラス基板１上のフォト
レジストを所定パターンに選択露光し、現像処理、めっ
き処理を経てディスク原盤（特にスタンパー）を作製す
る。

【００１１】スタンパーからは、樹脂成形品を作製し、
これを基板としてその上に、図示省略したが、誘電体
膜、磁性膜、誘電体膜、反射膜、保護膜を順次積層し、
光ディスクを完成する。なお、上記のスタンパーは製品
としての光ディスクに対応した形状からなっているの
で、図13は原盤それ自体の説明にも使用する。

【００１２】上記のカッティング時において、変調ビー
ム４Ａをパルス変調された露光ビームとしてスポット状
に照射する。このスポットは、図13において一点鎖線で
示したが、ピット形状によっては図示した如き連続した
スポットに照射し、対向長辺20ａ、20ｂが直線状の長い
プリピット20を形成することがある。このプリピットの
長さは例えば 4.3μｍ、各スポット４Ａのサイズは例え
ば 0.4〜0.6 μｍΦとする。

【００１３】この長いプリピット20は、記録したい信号
パターンをそのまま連続的に変調回路に入れ、多数のス
ポットを連続的に（変調パルス数を増大させて）照射す
ることによって形成可能である。

【００１４】しかしながら、こうした長いプリピット20
を有する光ディスク（又はその原盤）10に対し、読取り
用の再生レーザー光74を所定のスポット径で目的とする
トラック24ａ上を走査して同トラック上のプリピット等
を読み取るときに、隣接するトラック24ｂに形成された
ピット20の一部A₂がレーザー光のスポット74内に含まれ
てしまう（なお、24ｂ以外のトラックにも上記と同様の
プリピットが形成されてよいが、これは図示省略し
た）。

【００１５】この現象は、トラックピッチが狭くなるに
伴って顕著となり、隣接トラック24ｂの長いピット20に
よる再生レーザー光74の変調度への影響が大きくなり、
これによって、隣接トラックからのクロストークが大き
くなってしまい、再生信号が不良となり易い。

【００１６】このような状況は、狭トラックピッチ化さ
れた高密度光ディスクにおいて顕著に生じるが、そのよ
うな高密度光ディスクは最近になって検討され始めたに
すぎないために、有効な対策が提案されていないのが実
情である。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、狭ト
ラックピッチ化、高密度化しても、隣接トラックからの
クロストークを軽減することのできる光ディスク、その
原盤及びこれらの製造方法を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】即ち、請求項１に記載の
発明は、プリフォーマット部に予めプリピットが形成さ
れている光ディスクにおいて、トラック方向での前記プ
リピットの周辺形状が非直線形状をなし、この非直線形
状が２ＮＡ／λ以上、４ＮＡ／λ以下（但し、ＮＡは再
生光を集光させる対物レンズの開口数、λは再生光の波
長である。）の空間周波数で変調されていることを特徴
とする光ディスクに係るものである。

【００１９】また、請求項２に記載の発明は、光ディス
クのプリフォーマット部に予め形成されるプリピットに
対応した凹又は凸パターンが形成されている光ディスク
原盤において、トラック方向での前記凹又は凸パターン
の周辺形状が非直線形状をなし、この非直線形状が２Ｎ
Ａ／λ以上、４ＮＡ／λ以下（但し、ＮＡは光ディスク
の再生光を集光させる対物レンズの開口数、λは再生光
の波長である。）の空間周波数で変調されていることを
特徴とする光ディスク原盤に係るものである。

【００２０】更に、請求項３に記載の発明は、光ディス
クのプリフォーマット部に予め形成されるプリピットに
対応した凹又は凸パターンを露光処理を経て形成した光
ディスク原盤を作製するに際し、トラック方向での前記
凹又は凸パターンの周辺形状が非直線形状をなしかつこ
の非直線形状が２ＮＡ／λ以上、４ＮＡ／λ以下（但
し、ＮＡは光ディスクの再生光を集光させる対物レンズ
の開口数、λは再生光の波長である。）の空間周波数で
変調されるように、前記露光処理に用いる光を変調す
る、光ディスク又はその原盤の製造方法に係るものであ
る。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。

【００２２】図１〜図５は、本発明を書換え可能な光磁
気ディスクに適用した一実施例を示すものである。

【００２３】本実施例のディスク又はその原盤によれ
ば、図12において説明したと同様のプリフォーマット部
ＰＦの例えばセクターマーク部ＳＭに形成する長いプリ
ピットとして、図１及び図２に示すように多数の短いピ
ット30Ａ（これはレーザービームのスポットに対応）が
互いに部分的にオーバーラップしながら連設されたプリ
ピット30が形成されていることが特徴的である。このプ
リピット30は、後述するカッティング工程で所定パター
ンに加工されることにより形成可能である。

【００２４】従って、本実施例によるプリピット30は、
既述した直線状のプリピット20とは著しく異なり、その
対向辺30ａ及び30ｂがそれぞれ短ピット30Ａの円弧の一
部分が波形状に連なった形状（非直線形状）をなしてい
る。なお、プリピット30の長さは例えば 4.3μｍ、各短
ピット30Ａのサイズは例えば 0.2〜0.6 μｍΦ、短ピッ
ト間のピッチは例えば0.43μｍ程度としてよい。

【００２５】この結果、所定のトラック24ａ上を再生レ
ーザー光74を走査して読み取りを行う際、隣接するトラ
ック24ｂに形成されたプリピット30の一部A₁がレーザー
光のスポット74内に含まれるとしても、既述したプリピ
ット20におけるA₂と比べるとかなり小さくなることが分
かる。即ち、レーザー光のスポット74に含まれる面積は
A₁＜＜A₂となる。なお、24ｂ以外のトラックにも上記と
同様のプリピットが形成されてよいが、これは図示省略
した。

【００２６】このように、本実施例によるプリピット30
は、所定のトラック24ａを再生するときに再生レーザー
光のスポット74（照射域）に含まれる面積A₁が減少して
いるため、再生レーザー光の変調度に与える影響が小さ
くなる。これによって、クロストークを軽減することが
可能となり、しかも、これをトラックピッチを小さくし
たり（狭トラックピッチ化）、記録を高密度化するとき
にも実現することができるので、非常に有利である。

【００２７】図３には、図13に示した従来例と図１に示
した本実施例とについて、それぞれの短ピット半径を変
化させたときの再生時のクロストークの状況を示してい
る。クロストークの評価は、再生信号量に対するクロス
トークの割合を％で表す。また、図４には、上記のクロ
ストークの比（本実施例／従来例）を示す。

【００２８】この結果から、本発明に基づく例では、ク
ロストークが軽減し、特に短ピットサイズが小さくなる
につれてクロストークが大きく軽減することが分かる。
この傾向は特に、短ピットサイズが 0.3μｍ以下のとき
に顕著である。但し、短ピットサイズがあまり小さくな
るとプリピットとしての機能が低下してしまうので、そ
のサイズの下限は 0.2μｍとするのが望ましい。

【００２９】次に、本実施例による光ディスク又はその
原盤の製造方法の一例を図５について説明する。

【００３０】まず、ガラス原板40を用意し、この表面に
フォトレジスト41をスピンコート法等で一様に塗布す
る。

【００３１】次いで、図14に示したと同様のカッティン
グシステムを使用し、He−Cdレーザー３からのカッティ
ングビーム４をＥＯＭ及びＡＯＭ変調し、変調されたビ
ーム４Ｂをフォトレジスト41に選択的に照射する。そし
て、現像処理を経て、ビーム４Ｂの照射部分のみにフォ
トレジスト41ａ、41ｂが残るようにする。

【００３２】この場合、図示したレジスト41ａが上述し
たプリピット30に、レジスト41ｂが上述したプリグルー
ブ１に対応している。このプリピット30のカッティング
に用いる変調レーザー光４Ｂは、図１に示した短ピット
の連設パターンに照射されるように、フォーマッタ12に
よって予めプログラムされた周期でパルス周波数変調さ
れたものである。なお、レジスト41ｂについては別の変
調レーザー光４Ｃを一点鎖線のように照射してカッティ
ングすればよい。

【００３３】次いで、全面に無電解めっき又はスパッタ
法によって金属膜42を被着する。この金属膜42は、レジ
スト41ａ、41ｂによる表面凹凸形状に追随した凹凸形状
を呈している。

【００３４】次いで、全面に電気めっきをかけ、例えば
ニッケルめっき層43を被着する。そして、このめっき層
43を剥離してスタンパー44を作製する。このスタンパー
44は、その凹凸面には、プリグルーブ１とランド22内の
プリピット30とがそれぞれ形成されたものである。

【００３５】図示省略したが、このスタンパー44の凹凸
面上に所定の樹脂を接着後、剥離してディスク基板と
し、この基板の転写凹凸面に誘電体膜、磁性膜、誘電体
膜、反射膜、保護膜を順次積層し、光ディスクを完成す
る。

【００３６】上記した実施例は、プリピット30を短ピッ
ト30Ａが連設されたパターンとして、一定の周期でパル
ス周波数変調されたレーザー光の間欠的照射によって形
成したものである。本発明は更に、種々に周波数変調さ
れたレーザー光をカッティングに用いることができる。

【００３７】即ち、上記した光ディスクのプリピット30
に対応する凹又は凸パターン（図５に示したレジスト41
ａ又はプリピット30）をレーザー光４Ｂによる露光処理
（更にはめっき処理）を経て形成し、ディスク原盤、更
にはディスクを作製するに際し、光ディスクシステムの
光学系に用いる対物レンズの開口数をＮＡ、再生に用い
るレーザー光の波長をλとすると、前記露光処理に用い
るレーザー光４Ｂを所定の周波数（特に２ＮＡ／λ以上
であって４ＮＡ／λ以下の周波数）で変調することが望
ましい。

【００３８】この結果、上述したプリピット30又はこれ
に対応する原盤の凹又は凸パターンの形状として、上述
した形状も含めて、トラック方向で非直線形状となるよ
うに、特に２ＮＡ／λ以上、４ＮＡ／λ以下の周波数で
変調されたものとすることができるが、こうした周期の
パターンによっても、十分な再生信号量の下で本発明の
目的であるクロストークの軽減を実現することができ
る。

【００３９】図６には、ピット密度に対するＭＴＦ（変
調伝達関数）の変化を示すが、ＭＴＦのカットオフ時
（即ち、変調不能時）の空間周波数をｆｃとすれば、ｆ
ｃ＝（２ＮＡ／λ）の関係が成り立つ。ピットパターン
の空間周波数をｆｃよりも大きい周波数とすることによ
って、ピットパターンによりレーザー光が変調を受けな
いカットオフ値以上の条件で読み取り又は再生を行うこ
とができるのである。

【００４０】従って、プリピット30の形状を２ＮＡ／λ
以上の周波数（空間周波数）で変調された短ピットの連
設形状（図１参照）とすることにより、短ピット30Ａに
よる影響を受けることなしに（即ち、プリピット30が本
来の信号量を十分に呈しながら）、目的とする再生信号
をクロストークなしで得ることができる。

【００４１】なお、図７には、ディスクの再生システム
を示すが、50は光磁気記録膜、51は対物レンズ、52はミ
ラー、53は偏光ビームスプリッター、54はビーム断面整
形プリズム、55はコリメーターレンズ、56はレーザーダ
イオード、57は偏光ビームスプリッター、58はレンズ、
59はシリンドリカルレンズ、60はホトダイオードアレ
イ、61は半波長板、62はレンズ、63は偏光ビームスプリ
ッター、64はホトダイオード、65はホトダイオード、66
は磁気ヘッドをそれぞれ示す。

【００４２】上記の如くプリピット30の形状を周波数変
調することについて更に詳細に説明する。

【００４３】図８は、プリピットを設けたトラック24ｂ
を再生したときに、ピット間隔（又はピッチ）ｌを種々
変化させたときの同トラック上の距離に対する再生レー
ザー光の反射強度を示すものである。

【００４４】これによれば、ピット間隔が 1.0μｍ／cl
k のときに変調度が大きく、ピット間隔が 0.8μｍ／cl
k のときも変調が見られるが、ピット間隔が 0.7μｍ／
clk及びこれ以下になれば実質的に変調を受けないこと
が分かる。このことは、ピット間隔が 0.7μｍ／clk 及
びこれ以下のときには、ピットによる変調が生じず、各
ピットが連続的に連なったもの（即ち、ピット間隔はゼ
ロ）と区別がつかないことを示している。

【００４５】言い換えれば、図１に示したプリピット30
が図13に示したプリピット20と同等の信号量を示すに
は、短ピット間隔を 0.7μｍ／clk 以下にすべきであ
る。この短ピット間隔 0.7μｍ／clk は丁度λ／（２Ｎ
Ａ）に相当するので、その逆数である２ＮＡ／λ以上の
空間周波数で変調することによってプリピットとしての
本来の信号量を生じることができる。

【００４６】しかし、このように空間周波数を２ＮＡ／
λ以上（ピット間隔は 0.7μｍ／clk 以下）とすること
によって、図９に示すように、隣接トラック24ａ上の信
号を再生するときのプリピットの影響、即ちクロストー
ク量は大きくなってしまう。このクロストーク量はピッ
ト間隔が短くなる程に大きくなり、短ピット間隔が無限
に小さい（空間周波数は無限大である）図13に示した如
きプリピット20においてクロストークは最大となる。

【００４７】従って、本発明に基づくプリピットにおい
ては、短ピットの間隔は図13の如き連続ピットの場合よ
りも長くする必要がある。図９において、短ピット間隔
が 0.4μｍ／clk より小さくなると、クロストーク量が
更に増えるので、短ピット間隔は 0.4μｍ／clk 以上
（これはλ／（４ＮＡ）以上に相当）とするのが、クロ
ストーク低減の上で望ましい。

【００４８】即ち、本発明に基づくプリピットの形状
は、空間周波数が図13の如きプリピットの場合よりも小
さくて、特に４ＮＡ／λ以下で変調されていることが望
ましい。従って、上記したプリピットとしての再生信号
量とクロストークの低減の両面から、プリピットの形状
は２ＮＡ／λ以上、４ＮＡ／λ以下の空間周波数で変調
されていることが望ましい。

【００４９】図10は、図９のデータに対応したものであ
るが、クロストークはピット間隔が大であるほどに小さ
く、また短ピット半径が小さい方が結果が良くなること
が分かる。

【００５０】図11は、図８のデータに対応したものであ
るが、ピット間隔が 0.7μｍ／clk以下のときに変調度
がゼロであるのに対し、 0.7μｍ／clk を超え、短ピッ
ト半径が大きくなると変調が顕著となり易いことが分か
る。

【００５１】以上、本発明を実施例について説明した
が、上述の実施例は本発明の技術的思想に基いて更に変
形が可能である。

【００５２】例えば、上述したプリピット30の形状は種
々の周期形状とすることができるが、図１について言え
ば、多数の短ピット30Ａのうち例えば１個分程度は存在
していなくてもアドレスピット等としては支障はない。
その他、ピットパターンをはじめ、長さやサイズも様々
に変更することができる。

【００５３】また、ディスクの製造時にフォトレジスト
として上述したものとは逆の感光特性を有するレジスト
（ポジタイプ）を使用すると、上述したピットの凹凸を
逆にすることができる。

【００５４】また、本発明は、例えばＣＬＶディスクの
アドレスピットや、ゾーニングされた光ディスクのゾー
ン境界面などに適用しても、そのクロストーク低減の効
果を有効に生かすことができる。

【００５５】また、上述の例はプリグルーブ（案内溝）
を設けた例えばＣＳ（連続溝サーボ）方式のディスクに
ついてのものであるが、プリグルーブのない例えばＳＦ
（サンプルサーボ）方式におけるプリピット、更にはＣ
Ｄ等の再生専用ディスク等のピットに対しても、本発明
の適用は可能である。

【００５６】

【発明の作用効果】本発明は上述した如く、プリフォー
マット部に予めプリピットが形成されている光ディス
ク、又は光ディスクのプリフォーマット部に予め形成さ
れるプリピットに対応した凹又は凸パターンが形成され
ている光ディスク原盤において、前記プリピット、又は
凹又は凸パターンの周辺形状がトラック方向において非
直線形状をなし、この非直線形状が２ＮＡ／λ以上、４
ＮＡ／λ以下の空間周波数で変調されているので、前記
プリピットから十分な再生信号量を得ると同時に、前記
プリピットによるクロストークを確実に軽減して再生を
行うことができる。これは狭トラックピッチ化、高密度
化においても実現可能であるから、非常に有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を書換え可能な光磁気ディスクに適用し
た実施例によるディスク要部の概略拡大平面図である。

【図２】同要部の概略斜視図である。

【図３】再生時のクロストークを比較して示すグラフで
ある。

【図４】同クロストーク比を示すグラフである。

【図５】同ディスクの製造方法を工程順に示す要部断面
図である。

【図６】ピットの空間周波数によるＭＴＦの変化を示す
概略図である。

【図７】ディスク再生システムの光学系の概略図であ
る。

【図８】光磁気ディスクのトラック方向の距離による反
射強度をピット間隔毎に示すグラフである。

【図９】同ディスクの隣接トラックの再生時の反射強度
をピット間隔毎に示すグラフである。

【図10】同ディスクの短ピット半径によるクロストーク
をピット間隔毎に示すグラフである。

【図11】同ディスクのピット間隔による変調量を示すグ
ラフである。

【図12】光磁気ディスクのＩＳＯフォーマットによる１
セクタのレイアウト図である。

【図13】書換え可能な従来の光磁気ディスクのディスク
要部の拡大平面図である。

【図14】光磁気ディスクのカッティングシステムの光学
系の概略図である。

【符号の説明】

１・・・プリグルーブ（案内溝） ４Ａ、４Ｂ・・・（カッティング）ビームスポット 10・・・光磁気ディスク又はその原盤 20、30・・・プリピット 22・・・ランド 24ａ、24ｂ・・・トラック 30Ａ・・・短ピット 51・・・対物レンズ 74・・・再生レーザー光

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/24 G11B 7/26

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリフォーマット部に予めプリピットが
   形成されている光ディスクにおいて、トラック方向での
   前記プリピットの周辺形状が非直線形状をなし、この非
   直線形状が２ＮＡ／λ以上、４ＮＡ／λ以下（但し、Ｎ
   Ａは再生光を集光させる対物レンズの開口数、λは再生
   光の波長である。）の空間周波数で変調されていること
   を特徴とする光ディスク。
2. 【請求項２】 光ディスクのプリフォーマット部に予め
   形成されるプリピットに対応した凹又は凸パターンが形
   成されている光ディスク原盤において、トラック方向で
   の前記凹又は凸パターンの周辺形状が非直線形状をな
   し、この非直線形状が２ＮＡ／λ以上、４ＮＡ／λ以下
   （但し、ＮＡは光ディスクの再生光を集光させる対物レ
   ンズの開口数、λは再生光の波長である。）の空間周波
   数で変調されていることを特徴とする光ディスク原盤。
3. 【請求項３】 光ディスクのプリフォーマット部に予め
   形成されるプリピットに対応した凹又は凸パターンを露
   光処理を経て形成した光ディスク原盤を作製するに際
   し、トラック方向での前記凹又は凸パターンの周辺形状
   が非直線形状をなしかつこの非直線形状が２ＮＡ／λ以
   上、４ＮＡ／λ以下（但し、ＮＡは光ディスクの再生光
   を集光させる対物レンズの開口数、λは再生光の波長で
   ある。）の空間周波数で変調されるように、前記露光処
   理に用いる光を変調する、光ディスク又はその原盤の製
   造方法。