JPH01256027A - 光デイスク用光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光ディスク原盤カッティング装置や光ディス
ク媒体駆動装置などに用いられる光ディスク用光学装置
に関する。

〔従来の技術〕

従来より、信号パターンが同心円に形成された光ディス
ク媒体が知られている。

この光ディスク媒体のもとになる光ディスク原盤をカッ
ティングする場合、あるいはこの光ディスク媒体を用い
て情報の記録／再生を行う場合。

光スポットが光ディスク上に描く軌跡が同心円になるよ
うな光ビームを照射可能な光ディスク用光学装置を必要
とする。

この種の光ディスク用光学装置としては、従来より、■
光ディスク上に光スポットを合焦する対物レンズを含む
光学ヘッドの位置を光ディスクの半径方向にステップ状
に移動するようにしたもの。

および、■光学ヘッドを光ディスクの半径方向に定速度
で移動しつつ光学系に設けられたガルバノミラ−を駆動
して、光ディスク上に照射される光スポットの軌跡が同
心円を描くようにしたものが知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記した従来の光ディスク用光学装置のうち、前者は、
記録トラック毎に光学ヘッドを停止しなくてはならない
ため、これを光ディスク原盤のカッティング装置に応用
した場合には作業性が悪く、記録／再生装置に応用した
場合にはアクセス速度およびデータの転送速度が遅いと
いう問題がある。

また、光学ヘッドを移送する制御系の構造上光学ヘッド
が振動し易いため、これを光ディスク原盤のカッティン
グ装置に応用した場合には真円度の良い記録トラックを
カッティングすることができず、また、記録／再生装置
に応用した場合には光学ヘッドのトラッキングエラーを
生じ易いという問題がある。この場合、光学ヘッドの振
動が充分に減衰するまで記録／再生動作を休止すれば、
トラッキングエラーという問題を回避することができる
が、アクセス速度およびデータの転送速度が遅くなると
いった問題を生じる。

一方、後者の光ディスク用光学装置は光ビームの偏光手
段としてガルバノミラ−という応答性の悪い機械的手段
を使用しているため、光ディスク原盤のカッティング装
置に応用した場合には真円度の良い記録トラックを高速
でカッティングすることができず、また、記録／再生装
置に応用した場合には光学ヘッドのトラッキングエラー
を生じ易いという問題がある。

この発明は、前記した従来技術が有する課題を解決する
ためになされたものであって、光ディスク上に真円度の
高い光スポットの軌跡を高効率に描出可能な光ディスク
用光学装置を提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の光ディスク用光学装置は、前記の目的を達成す
るため、レーザ光源から対物レンズに至る光学系に音響
光学効果偏向器（以下、Ａ−〇偏向器と略称する。）を
設け、スピンドルモータに取り付けられた光ディスクを
回転駆動しつつ前記対物レンズを含む光学系をこの光デ
ィスクの半径方向に定速度で移動したとき、前記光ディ
スク上に照射された光スポットの軌跡が同心円を描くよ
うに前記Ａ−０偏向器を駆動することを特徴とするもの
である。この光ディスク用光学装置は、光ディスク原盤
のカッティング装置に応用することもできるし、また、
光ディスク媒体の記録／再生装置としても応用すること
ができる。

〔作用〕

Ａ−０偏向器は、ガルバノミラ−に比べて格段に応答性
が良好である。しかも電気的手段によって制御できるた
め、光スポツト照射位置の補正や光ビームの強度の補正
が容易である。よって、光ディスクの回転速度を低下す
ることなく、光ディスク上に照射される光スポットの軌
跡を高真円度に調整することができる。

この光ディスク用光学装置を光ディスク原盤のカッティ
ング装置に応用した場合には高精度の同心円トラックを
高速でカッティングすることができ、記録／再生装置に
応用した場合にはアクセス速度およびデータの転送速度
を高速化することができる。

〔実施例〕

以下、光ディスク原盤カッティング装置を例にとって本
発明の一実施例を説明する。

第１図は、本発明の第１実施例に係る光ディスク原盤カ
ッティング装置の説明図であって、この図に示すように
、本実施例に係る光ディスク原盤カッティング装置は、
主として、光ディスク原盤３を取り付けるスピンドルモ
ータ２と、光ディスク原盤３と対向に配置された光学系
とから構成されている。

光ディスク原盤３は、中心部にセンタ孔３ａを有する円
板状に形成されており、スピンドルモータ２より突出し
たスピンドル２ａを前記センタ孔３ａに嵌挿することに
よってスピンドルモータ２に取り付けられる。この光デ
ィスク原盤３は表面にホトレジスト膜が均一の厚さに塗
付されており、所定の波長の光ビームを照射することに
よって。

露光後の現象処理により、その光ビーム照射パターンと
同一の凹溝状のパターンを形成できるようになっている
。

光学系は、レーザなどの光源１と、光源１から出射され
た光ビーム１ａに信号変調をかける光変調器４と、光変
調器４に変調信号を印加する信号発生器８と、変調ビー
ム１ｂの進行方向を調整する八−〇偏向器５と、Ａ−０
偏向器５の駆動回路９と、前記光ディスク原盤３のホト
レジスト面に変調ビーム１ｂを合焦する対物レンズ７と
、所望数のミラー６とから成る。

前記対物レンズ７（光学ヘッド７ａ）は、前記光ディス
ク原盤３の半径方向に移送できるようになっている。光
ディスク原盤３と対物レンズ７の水平距離１０は、対物
レンズ７の移送量によって調整することができる。従っ
て、前記Ａ−０偏向器５に印加される高周波信号を一定
にして、前記スピンドルモータ２を回転駆動しつつこの
対物レンズ７を光ディスク原盤３の半径方向に移送する
と、光ディスク原盤３に渦巻状の連続したトラックがカ
ッティングされる。

本実施例では、Ａ−０偏光器５に第２図および第３図に
示すようなのこぎり刃状の駆動信号を印加することによ
って、Ａ−〇偏向器５から出射される光ビームを光ディ
スク原盤３の半径方向（水平距離１０と同一方向）に振
ることによって、光ディスク原盤３上に照射される光ス
ポットの軌跡が同心円になるようにしている。のこぎり
刃状の駆動信号の立下り（立上り）は、第２図に示すよ
うに、スピンドルモータ２のエンコーダ信号と同期がと
られており、スピンドルモータ２　（光ディスク７７！
盤３）が１回転する毎に光ビームが光ディスク原盤３の
半径方向に１回宛振られ、駆動信号の傾斜部分で偏光特
性がリニアに制御される。

Ａ−０偏光器５の駆動回路は、第４図に示すように、制
御電圧発生器１１と電圧制御型発振器１２と、増幅器１
３とから成っており、連続した偏光制御が行えるように
なっている。

Ａ−〇偏光器５の駆動信号が、第２図に示すように、信
号の立下りに全く時間を要しないのこぎり刃状になって
いる場合には、各トラック中に未露光部分のない光ディ
スク原盤３が露光される。

然るに、現実には、このような駆動信号を発生すること
はできないし、また電圧制御発振器の応答性も無視でき
ないのであって、第３図に示すように、駆動信号の立下
り開始から立下り終了までには、ｔｌ　ｔｏの時間を要
する。この時間ｔ１ｔｏは、第５図に示すように、光ス
ポット１４を露光済みトラックＴ　ｎ　ｘの終点から次
のトラックＴ　ｎ　２の露光開始点まで振るに要する時
間であり、各トラックの露光始点と露光終点との間には
前記の時間ｉ１　ｔｏに相当する長さＱ。の未露光部分
１５を形成することになる。前記したよみに、駆動信号
の立下りは、スピンドルモータ２のエンコーダ信号と同
期がとられているため、この未露光部分１５は、光ディ
スク原盤３上の一定の半径方向に形成される。

本実施例の光ディスク原盤カッティング装置は、例えば
国際標準化機構（ＩＳＯ）のフォーマット内容（ＩＳＯ
／ＴＣ９７／５Ｃ２３Ｎ１１９）のように、各トラック
中に一定長さの未露光領域を有する光ディスク媒体のカ
ッティングに適用することができる。前記ＩＳＯのフォ
ーマット内容は、各セクタのプリフォーマット領域後部
に１バイト分の未露光領域を有することになっており、
この領域を光ビームが通過する時間は約１．４４μＳで
ある。本実施例の光ディスク原盤カッティング装置は、
光ビームの偏向手段として応答性の高いＡ−０偏向器を
備えており、第３図おける時間ｔｘ　　ｔｏをこの時間
（約１．４４μｓ）以内に調整することは容易である。

よって、ＩＳＯ規格に適合したフォーマットの光ディス
ク媒体を製造することができる。

次に、本発明の第２実施例を第６図および第７図に基づ
いて説明する。本発明の第２実施例は、各トラックの露
光始点と露光終点との間に、未露光部分が形成されない
ようにしたものである。

本実施例の光ディスク原盤カッティング装置は、第６図
に示すように、光学系に２つの光変調器４゜４ａと、２
つのＡ−０偏向器５，５ａを備えている。なお、図中の
符号１６は光ビームを分割あるいは合成するためのハー
フミラ−を示している。

この光ディスク原盤カッティング装置は、第７図に示す
ように、まず、第１のトラックＴ　ｎ　１を第１の光ビ
ーム１７で露光し、次に第２のトラックＴ　ｎ　ｚを第
２の光ビーム１８で露光し、その間に前記第１の光ビー
ム１７を第３のトラックＴｒ＋３に振るといった方法で
順次カッティングを行う。

これをさらに詳細に説明すると、各へ−〇偏向器５，５
ａの駆動信号はスピンドルモータ２のエンコーダ信号と
同期がとられており、常に第７図の時間Ｔｏにて切替え
られるようになっている。

スピンドルモータ２を定速度で回転駆動しつつ対物レン
ズ７を光ディスク原盤３の半径方向に定速度で移送し、
前記２つのＡ−０偏向器５，５ａのうちの第１のＡ−０
偏向器５を駆動すると、光ディスク原盤３上に真円状の
第１のトラックＴ　ｎ　１が露光される。このとき、第
２のＡ−○偏向器５ａには駆動信号が印加されておらず
、次に露光しようとする第２のトラックに所定強度の光
ビームを照射できるように待機されている。

第１のトラックＴ　ｎ　１の露光が終了し、第１の光ビ
ーム１７がスピンドルモータ２のエンコーダ信号の立上
りと対応する位置（第７図の時間ｔｏ）に戻ったとき、
八−〇偏向器駆動回路９内に備えられたスイッチが第１
のＡ−０偏向器５から第２のＡ−０偏向器５ａに切り換
えられ、第２のトラックＴ　ｎ　ｚの露光が行われる。

そして、この第２のトラックＴ　ｎ　ｚの露光が行われ
ている間に、前記第１のＡ−０偏向器５に所定の駆動信
号を印加し、第１の光ビーム１７を次に露光しようとす
る第３のトラックＴ　ｎ　３に振る。勿論、このときの
第１の光ビーム１７の強度は、第１の光変調器４によっ
て、フォトレジスト層を露光しない強度に調整される。

以下、これと同様に、相隣接するトラックを交互に露光
することによって、順次カッティングを行う。

本実施例の光ディスク原盤カッティング装置は、光学系
に２つのＡ−〇偏向器５，５ａを備えたので、未露光部
分のないトラックをカッティングすることができる。

なお、各トラックの露光始点と露光終点の接続部の精度
は、ビーム切替時におけるスイッチのオン、オフの時間
差の影響を受けるが、これは一般に充分に短かくするこ
とができるので、事実土日とみなせるトラックを形成す
ることができる。さらに高精度のトラックが要求される
場合には、スイッチのオン時間をオフ時間より短かくす
ることによって、未露光部のないトラックを形成するこ
とができる。

次に本発明の第３実施例を、第８図に基づいて説明する
。第３実施例の光ディスク原盤カッティング装置は、Ａ
−〇偏向器５の駆動信号を微調整することによって、露
光されるトラックの真円度をさらに向上させたものであ
る。

第８図はＡ−０偏向器５の駆動回路であって、カウンタ
２１は、スピンドルモータ２が１回転する毎に１パルス
発信されるエンコーダ信号およびスピンドルクロックま
たはデータクロックをカウントする。

メモリＲＯＭＩは、直線性を補償するために非直線特性
の逆特性をデジタルデータとして記録しているものであ
り、相互の積により本来期待する直線性が得られるよう
になっている。このメモリＲＯＭ１は、カウンタの出力
をアドレスデータとして受けとり、光ディスク原盤の周
方向の任意の位置のデータを出力として取り出せるよう
にしである。

ＤＡコンバータ２２は、前記メモリＲＯＭ１のデジタル
データからアナログ信号を発生するために使用するもの
であって、電圧制御型発振器２３を駆動する信号を出力
する。

演算増幅器２４は、前記電圧制御型発振器２３に１ｇ＆
圧制御型発振器駆動信号の動作中心点と電圧制御型発振
器２３の動作中心点を合せるためのオフセット電圧を加
え、さらに、利得を可変することによって、偏光幅（偏
光感度、トランクピッチ）の調整を行なう。

メモリＲＯＭ２およびプログラマブル（可変）アッテネ
ータ２５は、Ａ−○偏光器５に印加される駆動信号の駆
動周波数がその中心周波数よりずれた場合にも八−〇偏
向器５の効率が低下しないように、駆動周波数の偏移と
同期して駆動レベルを制御する。すなわち、メモリＲＯ
Ｍ２には、メモリＲＯＭＩの記憶内容と関係したデータ
が記憶されており、このメモリＲＯＭ２のデータによっ
て可変アッテネータ２５を制御することによって、Ａ−
０偏向器５から出力される光出力レベルを一定にするこ
とができる。

前記可変アッテネータ２５によってレベル補正された高
周波信号は、ＲＦスイッチ２６および電流増幅器２７を
経由して、Ａ−０偏向器５に印加される。八−〇偏向器
５の駆動は、所定の駆動レベルを待って行われる。

前記ＲＦスイッチ２６は、偏向ビームのオン、オフをも
って制御することが可能であり、第２実施例の光ディス
ク原盤カッティング装置のように複数個の八−〇偏向器
を備えた光ディスク原盤カッティング装置におけるビー
ムの切り換え操作にも応用することができる。

また、第８図の構成に代えて、Ａ−０偏向器５からの光
出力の一部をモニタし、光強度と偏光装置の補正を負帰
還により自動的に行うようにすることもできる。

なお、前記実施例においては、Ａ−０偏向器５にのみ駆
動周波数の偏移と同期して駆動レベルを制御する手段を
設けた場合について説明したが、Ａ−０変調器４，４ａ
にもかかる手段を適用することができる。

本実施例の光ディスク原盤カッティング装置は、駆動周
波数の偏移と同期して駆動レベルを制御する手段をＡ−
０偏向器５，５ａおよび／またはＡ−〇変調器４，４ａ
に設けたので、Ａ−０偏光器５に印加される駆動信号の
駆動周波数がその中心周波数よりずれた場合にもＡ−０
偏向器５，５ａ（またはＡ−〇変調器４．４ａ）の効率
が低下することがなく、高真円度の同心円トラックをト
レースすることができる。

前記各実施例は、光ディスク原盤カッティング装置を例
にとって説明したが、本発明の要旨はこれに限定される
ものではなく、光ディスク媒体の記録／再生装置にも、
そっくり応用することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の光ディスク用光学装置は
、応答性が良好でしかも制御が容易なＡ−〇偏向器によ
って光ビームを偏向するようにしたので、光ディスクの
回転速度を低下することなく、光ディスク上に照射され
る光スポットの軌跡を高真円度に調整することができる
。よって、この光ディスク用光学装置を光ディスク原盤
のカッティング装置に応用した場合には高精度の同心円
トラックを高速でカッティングすることができ、記録／
再生装置に応用した場合にはアクセス速度およびデータ
の転送速度を高速化することができる。

【図面の簡単な説明】

図は全て本発明を説明するためのものであって、第１図
は第１実施例に係る光ディスク原盤カッティング装置の
光学回路図、第２図はＡ−０偏向器５に印加される駆動
信号を示すグラフ、第３図は第２図をより詳細に示した
グラフ、第４図はＡ−０偏向器駆動回路のブロック図、
第５図は第１実施例の光ディスク原盤カッティング装置
によってカッティングされるトラックのパターンを示す
要部平面図、第６図は第２実施例に係る光ディスク原盤
カッティング装置の光学回路図、第７図は第２実施例の
光ディスク原盤カッティング装置によってカッティング
されるトラックのパターンを示す要部平面図、第８図は
直線性を補償をしたＡ−０偏光器の駆動回路図である。 １：光源、２ニスピンドルモータ、３：光ディスク原盤
、４：光変調器、５：Ａ−〇偏向器。 ６：ミラー、７：対物レンズ、８：信号発生器。 ９　：　Ａ−０偏向器駆動回路、１１＝制御電圧発生器
、１２：電圧制御型発振器、１３：増幅器。 １４．１７．１８：光スポット、１５：未露光領域、１
６：ハーフミラ−。 第１図 ！ 第２ｖＡ 轟 第３図 第４図 第５図 第６図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）光ディスクを回転駆動するスピンドルモータと、
   少なくともレーザ光源および対物レンズを含む光学系と
   、少なくとも前記対物レンズを含む光学系を前記光ディ
   スクの半径方向に移送する制御系からなる光ディスク用
   光学装置において、前記光学系に音響光学効果偏向器を
   設け、前記光ディスクを回転駆動しつつ前記対物レンズ
   を含む光学系を前記光ディスクの半径方向に定速度で移
   動したとき、前記光ディスク上に照射された光スポット
   の軌跡が同心円を描くように前記音響光学効果偏向器を
   駆動することを特徴とした光ディスク用光学装置。 （２）請求項１記載の光ディスク用光学装置において、
   前記光ディスクが光ディスク媒体のもとになる光ディス
   ク原盤であり、前記レーザ光源が前記光ディスク原盤に
   形成されたフォトレジスト層を露光する露光用光源であ
   ることを特徴とする光ディスク用光学装置。（３）請求
   項１記載の光ディスク用光学装置において、前記光ディ
   スクが光ディスク媒体であり、前記レーザ光源が前記光
   ディスク媒体に情報を書き込み、また前記光ディスク媒
   体から情報を読み出す記録／再生用光源であることを特
   徴とする光ディスク用光学装置。（４）請求項１、２、
   ３記載の光ディスク用光学装置において、前記音響光学
   効果偏向器の駆動系を電圧制御型発振器と駆動用増幅器
   とから構成し、前記電圧制御型発振器にスピンドルモー
   タのエンコーダ出力と同期して変化する電圧信号を印加
   することを特徴とする光ディスク用光学装置。 （５）請求項１、２、３記載の光ディスク用光学装置に
   おいて、前記電圧制御型発振器の入力回路にメモリ回路
   とＤ−Ａコンバータとを備え、前記メモリ回路に予じめ
   記憶されたデータに従つて前記電圧制御型発振器の電圧
   −周波数特性の直線性を改善するようにしたことを特徴
   とする光ディスク用光学装置。 （６）請求項１、２、３記載の光ディスク用光学装置に
   おいて、前記光学系に２つの音響光学効果偏向器を備え
   、前記光ディスクが１周する毎にこれら２つの音響光学
   効果偏向器を交互に駆動するようにしたことを特徴とす
   る光ディスク用光学装置。 （７）請求項１、２、３記載の光ディスク用光学装置に
   おいて、前記スピンドルモータのエンコーダ信号に同期
   して前記音響光学効果偏向器を断続し、前記光ディスク
   上に同心円状の連続したトラックとして描かれる光スポ
   ットの軌跡の一部に光ビームの非照射部ができるように
   し、この非照射部が光ディスクフォーマットの一部とし
   て構成されたことを特徴とする光ディスク用光学装置。 （８）請求項１、２、３記載の光ディスク用光学装置に
   おいて、前記音響光学効果偏向器に印加される駆動用高
   周波信号の周波数に関わりなく、この音響光学効果偏向
   器から出射される光出力のレベルが一定になるように、
   前記音響光学効果偏向器に印加される駆動用高周波信号
   のレベルを制御したことを特徴とする光ディスク用光学
   装置。 （９）請求項８記載の光ディスク用光学装置において、
   前記音響光学効果偏向器に印加される駆動用高周波信号
   のレベルを制御する手段として、音響光学効果偏向器の
   出力レベル対周波数特性の逆特性が記憶されたメモリ回
   路と、出力レベル可変用可変アツテネータとを用いたこ
   とを特徴とする光ディスク用光学装置。 （１０）請求項８記載の光ディスク用光学装置において
   、前記音響光学効果偏向器に印加される駆動用高周波信
   号のレベルを制御する手段として、前記音響光学効果偏
   向器の光出力の一部をモニタするモニタ手段と、駆動用
   高周波信号の周波数およびレベルのうち少なくともいず
   れか一方に負帰還をかける帰還回路とから構成したこと
   を特徴とする光ディスク用光学装置。