JPH0323979B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ビデオ信号等の情報信号を記録媒
体上に光学的に記録する装置に関する。

〔従来の技術〕

本出願人は、先に、特開昭50−2415号公報にお
いて、ビデオ信号を周波数変調して光学的に記録
する新規な装置を提案している。

この装置は、被記録信号たるビデオ信号を周波
数変調する周波数変調手段と、一定強度のレーザ
ビーム（例えば、直線偏光イオンレーザ）を発生
するレーザ光源と、前記レーザ光源から発せられ
るレーザビームの経路に介挿されるとともに、前
記周波数信号の各瞬時レベルに対応してその光透
過状態が可変となされた光変調器（例えば、ポツ
ケルスセル式光変調器）と、前記光変調器で強度
変調されたレーザビームを所定位置へと導くとと
もに、集束してビームスポツトを形成する光学系
と、前記光学系から得られるビームスポツトが照
射される感光面（例えば、フオトレジスト被膜、
ビスマス被膜等）を有するとともに、一様な回転
運動をするように支持されたデイスク状記録媒体
と、を有するものである。

かかる装置の構成によれば、周波数変調された
ビデオ信号をデイスク状記録媒体上に高密度に記
録できるものと考えられた。

しかしながら、このような従来の記録装置にあ
つても、周波数変調ビデオ信号のレベルと光変調
器の光透過度との関係、すなわち光変調器の動作
点の如何によつては、光変調器の出力ビーム中に
第２次高調波歪み成分が生じてしまい、これが原
因で記録品質が低下すると言う問題点があつた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述のように、本出願人は、先に、特開昭50−
2415号公報において、周波数変調されたビデオ信
号をデイスク状記録媒体上に高密度に記録できる
装置を提案しているが、かかる装置にあつても、
周波数変調ビデオ信号のレベルと光変調器の光透
過度との関係、すなわち光変調器の動作点の如何
によつては、光変調器の出力ビーム中に第２次高
調波歪み成分が生じてしまい、これが原因で記録
品質が低下すると言う問題点があつた。

この発明は、このような問題点に鑑みなされた
ものであり、その目的とするところは、高忠実度
を以てビデオ信号等の情報信号を光学的に記録す
ることができるようにしたビデオ信号の記録装置
を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、上記の目的を達成するために、第
１のレベルと第２のレベルとの間において交互に
レベルが変化する形態の情報信号を入力するため
の情報入力手段と、変調対象たる一定強度のレー
ザビームを発生するレーザ光源と、前記レーザ光
源から発せられる一定強度のレーザビームを前記
情報信号で強度変調するとともに、入力バイアス
調整が可能になされた光変調器と、前記光変調器
で強度変調されたレーザビーム中に含まれる第２
高調波歪み成分を検出するとともに、これが最小
となるように前記光変調器のバイアスを調整する
オートバイアス手段と、前記光変調器で強度変調
されたレーザビームを所定位置へと導くととも
に、集束してビームスポツトを形成する光学系
と、前記光学系から得られるビームスポツトが照
射される感光面を有するとともに、一様な運動を
するように支持された記録媒体と、を具備するこ
とを特徴とするものである。

〔作用〕

このような構成によれば、光変調器で強度変調
されたレーザビーム中に含まれる第２高調波歪み
成分を検出するとともに、これが最小となるよう
に光変調器のバイアスが調整されるため、光変調
器に於ける動作点はその中間光透過状態に一致す
ることとなり、歪みの少ない電気・光変調が行わ
れ、その結果、忠実度の高い情報記録が行われ
る。

〔実施例〕

以下、本発明の好適な一実施例を添付図面を参
照しつつ詳細に説明する。

図面全体にわたり、同じ素子には同じ参照数字
を用いている。記録並びに貯蔵という言葉は書込
みという言葉と互換性を持つて使う。再生という
言葉は読取という言葉と互換性を持つて使う。

情報貯蔵部材１０に周波数変調信号の形をした
ビデオ情報を貯蔵する装置が、第１図に示されて
いる。情報信号源回路１２を使つて、記録しよう
とする情報信号を用意する。線１４に現われるこ
の情報信号が周波数変調信号であり、その情報内
容は、記録しようとする情報を表わす時間的な周
波数変化を持つ搬送波周波数の形をしている。第
５図に周波数変調信号の典型的な一例を示す。情
報信号源回路１２はビデオ信号回路１６を持つて
いて、線１８に情報信号を発生する。この情報信
号の情報内容は、時間的に或る形式で変化する電
圧である。第４図に時間的に変化する電圧信号の
典型的な一例を示す。周波数変調信号２０がビデ
オ信号回路１６に応答して、時間的に変化する電
圧信号を、第５図に示す線１４の周波数変調信号
に変換する。

情報貯蔵部材１０がターンテーブル２１に装着
される。第２図に標識が形成されていない部材１
０が示されており、これは第１の面２４及び第１
の面２４を覆う光応答性被覆２６を持つ基板２２
を含む。運動制御集成体２８が、光源３０によつ
て発生された書込みビーム２９′に対して、貯蔵
部材１０に一様な運動を加える。運動制御集成体
２８は第９図に示されており、後で詳しく説明す
る。運動制御集成体２８が、情報貯蔵部材１０に
一様な回転運動を伝える回転駆動回路３２と、こ
の回転駆動回路３２と同期していて、集束された
光ビーム２９′を被覆２６の半径方向に動かす並
進駆動回路３４とを含む。運動制御集成体２８
は、回転駆動回路３２によつて部材１０に加えら
れる回転運動と並進駆動回路３４によつて光ビー
ム２９に加えられる並進運動との間に一定の関係
を保つ電気的な同期集成体３６をも含む。

光源３０が光ビーム２９を発生する。この光ビ
ームは、被覆２６の運動中、被覆が移動する情報
貯蔵部材１０の上にある間、被覆２６と相互作用
し又はそれを変更するのに十分な強度を持つてい
る。更に、光ビーム２９′の強度は、記録しよう
とする情報を表わす永久的な標識を被覆２６内に
作るのに十分である。適当な光源３０は、偏光し
た単色光のコリメートされた書込みビームを発生
する書込みレーザで構成される。

第２図には、第１の形式の適当なビデオ・デイ
スク部材１０が断面図で示されている。適当な基
板２２は硝子で作られ、滑らかで平坦な平面状の
第１の面２４を有する。光応答性被覆２６が面２
４の上に形成される。

一実施例では、被覆２６は薄い透明なメタライ
ズ層であり、書込みレーザ３０からの書込み光ビ
ーム２９が入射したことに応答して、局部的な加
熱が起こる様な適当な物理的な性質を有する。動
作の際、この加熱によつて、被覆２６が局部的に
溶融し、それに伴つて、溶融材料が溶融区域の周
縁に向つて引込む。このため、冷却した時、薄い
金属被覆２６には、第３図及び第８図の３７に示
す様な永久的な開口が残る。開口３７は、情報を
表わすために用いられる標識の１つの形式であ
る。この実施例では、相次ぐ位置にある開口３７
が、変化のなかつた被覆２６の部分３８によつて
隔てられている。部分３８は情報を表わすために
用いられる２番目の種類の標識である。標識３
７，３８が周波数変調信号を表わす様子につい
て、更に詳しいことは、第５図乃至第８図につい
て説明する。

可動光学集成体４０及びビーム方向ぎめ光学集
成体４１が一緒になつて、光源３０から出る光ビ
ーム２９に対する光路を定める。光学集成体が読
取ビーム２９を貯蔵部材１０が担持する被覆２６
上のスポツト４２に結ぶ。光路が数字２９，２
９′で表わした線によつて示されている。

光強度変調集成体４４が光源３０と被覆２６と
の間の光路２９内に配置される。最も広義にみた
動作様式では、光強度変調集成体は、貯蔵しよう
とする情報で光ビーム２９の強度変調をする。光
強度変調集成体４４は、第５図に示す増幅された
周波数変調信号の制御の下に動作する。この周波
数変調信号が、周波数変調信号の各サイクルの
間、集成体４４をその高い方の光透過状態及び低
い方の光透過状態の間で変化させる。透過状態の
間のこの急速な変化により、貯蔵しようとする周
波数変調信号で光ビーム２９が変調される。

光ビーム２９は、光強度変調集成体４４を通過
する時に変調される。その後、変調された光ビー
ム（これを数字２９′で表わす）が、光学集成体
４０，４１により、被覆２６上に像を結ぶ。変調
された光ビーム２９′が被覆２６に入射すると、
貯蔵しようとする周波数変調信号を表わす標識が
被覆２６内に形成される。

光強度変調集成体４４は電気的に制御可能な集
成体４６を含む。集成体４６は、周波数変調器２
０に応答して、光ビーム２９′の強度を、集束さ
れたビーム２９′が情報貯蔵部材１０が担持する
被覆２６を変更する様な予定の強度より上に変え
る。更に、電気的に制御可能な集成体４６は、周
波数変調器２０に応答して、光ビームの強度を、
集束されたビーム２９′が被覆２６を変更し得な
い予定の強度より下に変える。被覆２６内に形成
された変化が、貯蔵しようとする周波数変調信号
を表わす。フオトレジスト層が情報貯蔵部材１０
の被覆２６を形成する時、上に述べた変化は、
夫々標識３７，３８について述べたのと同様な寸
法の露出した並びに露出しないフオトレジスト部
材の形をとる。

情報貯蔵部材１０が担持する被覆２６が金属被
覆である時、電気的に制御可能な集成体４６が、
書込みビーム２９′の強度を、集束されたビーム
２９′が金属被覆を蒸発させずに溶融させる様な
第１の予定の強度より上に変えると共に、書込み
ビームの強度を、集束されたビーム２９′が金属
面を溶融させない様な予定の強度より下に変え
る。

光強度変調集成体４４は帰還信号を発生する安
定化回路４８を含む。この帰還信号は、電気的に
制御可能な集成体４６の動作レベルの温度を安定
にして、予定の高い方の光強度及び予定の低い方
の光強度レベルの間で動作させるために使われ
る。光強度変調集成体４４が、電気的に制御可能
な集成体４６から出てくる光ビームの少くとも一
部分（２９″で示す）を感知して、ビーム２９′の
平均強度を表わす電気帰還信号を発生する光感知
回路を含む。帰還信号が線５０ａ，５０ｂを介し
て電気的に制御可能な集成体４６に送られ、その
動作レベルを安定化させる。

光感知手段が、変調されたビーム２９′の平均
強度を表わす電気帰還信号を発生する。こうして
光強度変調集成体４４は、略一定の平均エネル
ギ・レベルで光ビームを出す様に安定化される。
安定化回路４８は、光ビーム２９′の平均エネル
ギ・レベルを予定の値に選択的に調節して、金属
被覆２６又はフオトレジスト被覆２６又は被覆２
６として使われるその他の任意の材料に好ましい
デユーテイ・サイクルを達成するレベル調節手段
を含む。

可動光学集成体４０が対物レンズ５２と、被覆
２６の上方にレンズ５２を支持するための流体力
学的な空気支承部５４とを含む。レーザ源３０に
よつて発生されたレーザ・ビーム２９′は、略平
行な光線で形成されている。レンズ６６がない場
合、略平行な光線は発散する自然の傾向が殆んど
ない。対物レンズ５２は、光ビーム２９′の直径
より直径の大きい入口開口５６を有する。光ビー
ム２９′の途中に配置された平面状の凸の発散レ
ンズ６６を用いて、略平行な光ビーム２９′を、
少くとも対物レンズ５２の入口開口５６に溢れる
様に拡げる。

更にビーム方向ぎめ光学集成体４１が、光ビー
ム２９′及び２９″を希望する様に曲げる多数の鏡
部材５８，６０，６２，６４を含む。鏡６０は可
動鏡として示されており、好ましい渦巻形トラツ
クの代りに、厳密に円形のトラツクを作るために
用いられる。渦巻形トラツクには固定鏡しか必要
としない。

前に述べた様に、光源３０が偏光レーザ・ビー
ム２９を発生する。電気的に制御可能な集成体４
６が、周波数変調信号の制御の下に、このレー
ザ・ビーム２９の偏光平面を回転させる。適当な
電気的に制御可能な集成体は、ポツケルス・セル
６８、直線偏光子７０及びポツケルス・セル駆動
器７２を含む。ポツケルス・セル駆動器７２は実
質的に線形増幅器であり、線１４の周波数変調信
号に応答する。ポツケルス・セル駆動器７２の出
力がポツケルス・セル６８に駆動信号を送り、レ
ーザ・ビーム２９の偏光平面を回転させる。直線
偏光子７０は、レーザ源３０から出てくるレー
ザ・ビーム２９の初めの偏光平面に対して予定の
関係を持つ向きになつている。

第７図にみられる様に、直線偏光子７０の最大
光透過軸線は源３０から出てくる光の偏光角に対
して直角である。この構成のため、偏光子７０か
ら出てくる光は最小限になり、ポツケルス・セル
６８によつて書込みビーム２９に加えられる回転
は0゜である。ポツケルス・セル６８によつて書込
みビーム２９に90゜の回転が加えられて、偏光子
７０から最大の光が出てくる。今述べた様に直線
偏光子を配置することは選択事項である。偏光子
７０の最大光透過軸線をレーザ源３０から出てく
る光の偏光角と整合させることにより、最大及び
最小状態は、0゜及び90゜の回転を受けた時、今述
べたのと反対になる。しかし、書込み装置は略同
じ様に動作する。直線偏光子７０が、自然の偏光
角から回転したビーム２９の強度を減衰させる様
に作用する。周波数変調信号に対応する変調され
たレーザ・ビーム２９′を形成するのは、直線偏
光子７０によるこの減衰作用である。直線偏光子
７０として使うには、グラン・プリズムが適して
いる。

ポツケルス・セル駆動器７２がポツケルス・セ
ル６８に交流結合される。安定化帰還回路４８が
ポツケルス・セル６８に直流結合される。

第４図乃至第７図について包括的に説明する
と、これらの図には第１図に示した実施例の中に
現れる電気信号及び光信号の選択的な波形が示さ
れている。ビデオ信号源回路１６によつて発生さ
れるビデオ信号が第４図に示されている。これら
のビデオ信号を発生する典型的な装置はテレビジ
ヨン・カメラ、又はテレビジヨン・カメラによつ
て発生され且つ前に記録された信号を再生するビ
デオ・テープ・レコーダである。飛点走査器がこ
の様なビデオ信号の別の源である。第４図に示す
情報信号は典型的にはピーク間が１ボルトの信号
であつて、その情報内容は、線７３で表わされる
様な時間的に或る形成で変化する電圧である。典
型的なビデオ信号の最大瞬時変化率は4.5メガサ
イクルの帯域幅によつて制限される。このビデオ
信号はテレビジヨン・モニタに直接的に表示し得
る種類のものである。

第４図に示すビデオ信号が第１図に示す周波数
変調器２０に印加される。変調器２０が第５図に
示す周波数変調波形７４を発生する。第５図に示
す波形の情報内容は第４図に示す波形の情報内容
と同じであるが、形が異なる。第５図に示す情報
信号は周波数変調信号であつて、その情報内容は
中心周波数の前後に時間的な周波数変化を持つ搬
送波周波数の形をしている。

図をみれば、第４図に示すビデオ波形７３の下
側振幅領域７５が、第５図に示す周波数変調信号
７４の低周波数部分に対応することが判る。周波
数変調信号７４の低周波数部分の１サイクルを括
弧７６で全体的に示してある。ビデオ波形７３の
高振幅領域７７は周波数変調信号７４の高周波数
部分に対応する。周波数変調信号７４の高周波数
部分の完全な１サイクルを括弧７８で示してあ
る。ビデオ波形７３の中間振幅領域７９は周波数
変調信号７４の中間周波数部分に対応する。中間
振幅領域７９を表わす周波数変調信号の高周波数
部分の１サイクルを括弧７９ａで示してある。

第４図及び第５図をみれば、第１図に示す周波
数変調器２０が第４図に示した時間的に変化する
電圧信号を第５図に示す周波数変調信号に変換す
ることが判る。

第６図は書込みレーザ３０によつて発生された
書込みビーム２９の強度を示す。書込みビーム２
９の強度が線８０で示した一定のレベルにあるこ
とが示されている。初期の設定手順の後、この強
度は不変である。

第７図は書込みビーム２９′が光強度変調集成
体４４を通過した後の強度を示す。強度変調され
た書込みビームが、光強度変調集成体４４の高い
方の光透過状態を表わす複数個の上側ピーク９２
と、光強度変調集成体４４の低い光透過状態を表
わす複数個の谷９４とを持つことが判る。レーザ
３０の最大強度を表わす線８０を波形２９′に重
畳して、集成体４４で光の強度に若干の損失が起
こることを示している。この損失を線９６で示し
てあるが、これはレーザ３０によつて発生された
光ビーム２９′の強度と、集成体４４によつて変
調された光ビームの最大強度９２との間の差を表
わす。

強度変調された書込みビーム２９′を形成する
ための書込みビーム２９の強度変調は、第６図及
び第７図をみれば最もよく理解される。第６図
は、線８０で表わす一定の強度を持つ変調されて
いないビーム２９を示す。第７図は９２の所に最
大強度レベルを持ち、９４の所に示す様な最小の
強度レベルを持つ変調されたビーム２９′を示し
ている。

書込みビーム２９の強度変調は、線９８，１０
０，１０２について示したポツケルス・セル６８
の回転効果と較べられる。線９８と線２９′との
交わりは、ポツケルス・セル６８がその中を通過
する光の偏光角に何ら回転を加えない時の、直線
偏光子７０から出てくるビーム２９′の強度を示
す。線１００と線２９′との交わりは、ポツケル
ス・セル６８がその中を通過する光の偏光角に
45゜の回転を加える時の、直線偏光子７０から出
てくるビーム２９′の強度を示す。線１０２と線
２９′との交わりは、ポツケルス・セル６８がそ
の中を通過する光の偏光角に90゜の回転を加える
時の、直線偏光子７０から出てくる読取ビーム２
９′の強度を示す。

第７図に示した強度変調されたビーム２９′に
よる、第３図及び第８図の３７に示す様な開口の
形成は、第７図及び第８図を比較すれば一番判り
やすい。

線１００は集成体４４の高い方の光透過状態を
表わす強度９２と集成体４４の低い方の透過状態
を表わす強度９４との間の中点にひかれている。
線１００は、ポツケルス・セル６８がその中を通
過する書込みビーム２９の回転角を45゜の角度だ
け回転させる時に、集成体４４によつて発生され
る強度を表わす。更に、線１００は、光応答性被
覆２６に標識を形成するのに必要な変調ビーム２
９′の閾値強度を表わす。書込みビーム２９の偏
光角が45゜の角度だけ回転すると、この閾値に達
する。

第７図と第８図を比較することにより、ポツケ
ルス・セル２８がその中を通過する書込みビーム
２９の偏光角を45゜乃至90゜並びに逆に45゜まで回転
させる間、開口３７が形成されることが判る。ポ
ツケルス・セル６８がその中を通過する書込みビ
ーム２９の偏光角を45゜から0゜へ、そして再び45゜
までの間で回転させる時は、開口が形成されな
い。

第３図には、第８図に半径方向の断面図で示し
たビデオ・デイスク部材の平面図が示されてい
る。第３図をみると、ビデオ・デイスク部材１０
上に線状の一連の光反射領域及び光散乱領域３
８，３７が形成される様子が判る。デイスク部材
１０は1800rpmの好ましい回転速度で回転し、標
識３７，３８が第８図に示す様に、光応答性被覆
２６内に形成される。第１図に示した運動制御集
成体２８が、開口３７を円形のトラツク状に形成
する。数字１０４は内側トラツクの一部分を表わ
し、数字１０５は外側トラツクの一部分を表わ
す。破線１０６はトラツク１０５の中心線を示
し、破線１０７はトラツク１０４の中心線を示
す。線１０８の長さは、隣り合つたトラツク１０
５，１０４の中心線１０６，１０７の間の距離を
表わす。隣り合つたトラツクの中心線の間の典型
的な距離は２ミクロンである。開口３７の幅は線
１０９の長さによつて表わされる。開口の典型的
な幅は１ミクロンである。隣り合つた開口の間の
距離は線１１０の長さによつて表わされる。隣り
合つたトラツクの間の距離はトラツク間領域と呼
ばれ、典型的には長さが１ミクロンである。開口
の長さが線１１２によつて表わされ、典型的には
1.0乃至1.5ミクロンである。これら全ての寸法は
書込み装置のいろいろな変数に関係する。例え
ば、これらの寸法は周波数変調器２０によつて発
生される周波数範囲、書込み光学装置４１，４２
によつて形成されるスポツト４２の寸法、及びデ
イスク１０に選んだ回転速度に関する。

第９図には第１図に示した運動制御集成体２８
が更に詳しくブロツク図で示されている。回転駆
動回路３２がスピンドル・サーボ回路１３０及び
スピンドル軸１３２を含む。スピンドル軸１３２
はターンテーブル２１に一体に結合されている。
スピンドル軸１３２が印刷配線形モータ１３４に
よつて駆動される。印刷配線形モータ１３４によ
つて加えられる回転運動がスピンドル・サーボ回
路１３０によつて制御される。回路１３０は、タ
ーンテーブル２１の回転速度を、同期集成体３６
の一部分を形成する色副搬送波水晶発振器１３６
によつて発生される信号に対して、位相固定す
る。更に、同期集成体３６が第１の割算回路１３
８及び第２の割算回路１４０を有する。第１の割
算回路１３８は発振回路１３６で発生された色副
搬送波周波数を回転基準周波数まで分周する。ス
ピンドル軸１３２がタコメータ１４３を持つてい
て、これが軸１３２とターンテーブル２１の組合
せの正確な回転速度を表わす周波数信号を発生す
る。タコメータ信号が線１４２に出る。第１の割
算回路１３８からの回転基準信号が線１４４に出
る。線１４２のタコメータ信号がスピンドル・サ
ーボ回路１３０に印加され、線１４４の回転基準
信号もスピンドル・サーボ回路１３０に印加され
る。スピンドル・サーボ回路１３０が２つの入力
信号の位相を比較する。タコメータ信号の位相が
回転基準信号の位相より進んでいる時、回転速度
が高すぎるので、スピンドル・サーボ回路１３０
で発生された信号が線１４６を介してモータ１３
４に印加され、回転速度を減速し、タコメータ信
号を回転基準信号の位相と合う様にする。スピン
ドル・サーボ回路１３０に於ける比較により、タ
コメータ信号の位相が回転基準信号の位相より遅
れている時、回転速度が遅すぎるのであり、スピ
ンドル・サーボ回路１３０で発生された信号が線
１４８を介してモータ１３４に印加され、回転速
度を高め、タコメータ信号の位相を回転基準信号
の位相と合う様にする。

第２の割算回路１４０が発振器１３６によつて
発生された色副搬送波周波数を、部材１０の完全
な１回転毎に、並進駆動回路３４を一定の距離だ
け前進させるための並進基準信号まで分周する。
好ましい実施例では、並進駆動回路３４が部材１
０の１回転毎に前進する距離は２ミクロンであ
る。

色副搬送波水晶発振器１３６が、関連した２つ
の割算回路１３８，１４０と共に電気同期回路と
して作用し、回転駆動集成体３２によつて行われ
るデイスクの回転運動と、並進駆動集成体３４に
よつて行われる書込みビーム２９及び被覆２６の
間の並進運動との間に一定の関係を維持する。

第１図に示す可動光学集成体が台１４２に装着
される。この可動台は並進駆動集成体３４によつ
て半径方向に駆動される。この集成体が台１４２
をスピンドル軸１３２の１回転毎に2.0ミクロン
前進させる。この並進方向は回転するデイスク１
０に対して半径方向である。スピンドル軸１３２
の１回転当りのこの半径方向の前進を記録のピツ
チと呼ぶ。完成された記録のピツチの一様性は、
台１４２に装着された光学集成体の定常的な前進
に依存するから、並進駆動集成体３４による親ね
じ１４３をラツプ仕上げし、並進駆動ナツト１４
４に予備荷重を加えることに注意が払われる。こ
のナツトが親ねじ１４３に係合し、ナツト１４４
と台１４２との間の接続部を、棒１４６で表わす
様に、できるだけ堅固にする。

第１図の装置を使うのに適したポツケルス・セ
ル安定化回路４８を概念的に説明すると、公知の
様に、ポツケルス・セル６８は加えられた書込み
光ビーム２９の偏光平面を、第７図に示した印加
電圧の関数として回転させる。

個々のポツケルス・セル６８に応じて、100ボ
ルト程度の電圧変化により、セルがその中を通過
する光の偏光平面を90゜いつぱいに回転させる。
ポツケルス・セル駆動器は情報信号源１２からの
出力をピーク間100ボルトの出力に増幅する様に
作用する。これによつて、ポツケルス・セル６８
に対する適正な入力駆動信号が得られる。ポツケ
ルス・セル駆動器７２が第５図に示す形の波形を
発生する。そのピーク間電圧は100ボルトである。

ポツケルス・セルは、変調された光ビーム強度
が電気駆動信号を最も忠実に再現する様に、平均
45゜の回転で動作させるべきである。ポツケル
ス・セルをこの平均動作点に保つため、ポツケル
ス・セルにバイアス電圧を加えなければならな
い。実際には、45゜の回転の動作点に対応するバ
イアス電圧は連続的に変化する。この連続的に変
化するバイアス電圧がサーボ帰還ループを使うこ
とによつて発生される。

第７図及び第８図に例示した開口形成過程につ
いて再び説明すると、光スポツト内のエネルギが
金属被膜の組成並びに厚さ、及び基板の特性に特
有な閾値を超える時、薄い金属被覆２６の溶融が
起こる。スポツトのエネルギは光強度変調集成体
４４によつて変調されている。オン・オフの変化
を短く抑えて、溶融閾値に変動があつても、孔の
末端の位置が正確になる様にする。金属被覆の厚
さの変動や、情報貯蔵層として違う材料を使うこ
とにより、溶融閾値の変動が起こり得る。

200乃至300オングストロームの厚さを持つ薄い
金属被覆２６内に開口を形成するのに必要なスポ
ツトの平均エネルギは、200ミリワツト程度であ
る。FM搬送波周波数が約8MHzであるから、毎
秒８×10⁶個の可変の長さを持つ孔が切込まれ、
１つの孔当たりのエネルギは2.5×10^-9ジユール
である。

ビデオ・デイスク部材１０のこの第１の実施例
では、硝子基板の一部分が各々の開口で露出す
る。硝子基板の露出した部分は、入射する読取ビ
ームに対して、非鏡面形光反射領域となる。相次
ぐ位置にある開口の間に残つている金属被覆の部
分は、入射する読取ビームに対して光反射の強い
領域となる。

フオトレジスト被覆を使つて第１及び第２の標
識を形成する時、書込みビーム２９′の強度は、
偏光平面の45゜の回転によつて、フオトレジスト
被覆の運動中、それが移動する情報貯蔵部材１０
上にある間に、被覆２６を露出させ並びに／又は
このフオトレジスト被覆と相互作用するための閾
値強度を持つ光ビーム２９′を発生する様に調節
される。ポツケルス・セル６８及びグラン・プリ
ズム７０の組合せは光強度変調部材となり、設定
された45゜の状態から、0゜に近い動作状態に関連
する低い光透過状態、並びに90゜に近い動作状態
に関連する高い光透過状態まで動作する。書込み
光ビーム２９′の強度が最初に調節されたレベル、
又は予定の開始時強度より高くなり、高い方の光
透過状態に向つて増加する時、入射する書込み光
ビーム２９′はそれによつて照射されるフオトレ
ジストを露出する。この露出は、書込みビームの
強度が最大光透過状態に達し、且つ書込みレーザ
３０から出る光の偏光平面に対する45゜の回転に
関連した最初の予定の強度の向つて下がり始めた
後も、継続する。回転が45゜の値より下ると、グ
ラン・プリズム７０から出てくる書込みビーム２
９′の強度は閾値強度より低くなり、この時集束
された書込みビームはそれによつて照射されたフ
オトレジストを露出しなくなる。この様に照射さ
れたフオトレジストを露出しなくなるのは、書込
みビームの強度が最小光透過状態に達し且つ書込
みレーザ３０から出る光の偏光平面の45゜の回転
に伴う最初に定めた強度に向つて再び増加し始め
る後まで継続する。

ポツケルス・セル駆動器７２は典型的には高利
得の高圧増幅器であり、100ボルトの電圧の振れ
を持つ出力信号を発生する。この信号はポツケル
ス・セル６８の駆動条件に合せるためである。典
型的には、ポツケルス・セル駆動器７２の出力の
電圧中央値は、レーザ３０から得られる全部の光
の内の大体半分が直線偏光子７０から出てくる様
に、ポツケルス・セル６８を45゜駆動するのに十
分な制御電圧である。駆動器７２の出力信号が電
圧中央値より正になると、レーザからの一層多く
の光が通過する。駆動器７２の出力信号が負にな
ると、レーザからの光が少くなる。

金属被覆２６を使う第１の実施例では、レーザ
３０からの出力は、駆動器７２からの出力がゼロ
であつて、ポツケルス・セルの動作点が45゜であ
る時、デイスク１０上にある金属層の被覆２６を
溶融し始める様な強度が発生する様に調節され
る。このため、駆動器７２からの出力が正に向う
と、溶融が続けられる。駆動器７２からの出力が
負に向うと、溶融が止まる。

フオトレジスト被覆２６を使う第２の実施例で
は、レーザ３０からの出力は、駆動器７２からの
出力が電圧中央値を発生している時、フオトレジ
スト被覆２６を照射すると共に露出させる様な強
度を発生する様に調節される。このため、駆動器
７２からの出力が正に向うと、書込みビームによ
つて照射されたフオトレジストの露出が続く。駆
動器７２からの出力が負に向うと、照射は続く
が、書込みビームのエネルギは照射された領域を
露出させるには不十分である。この明細書では、
露出という言葉は、露出されたフオトレジストに
伴う物理的な現象を表わす意味で使われている。
露出されたフオトレジストは現像することがで
き、現像したフオトレジストは標準的な方法によ
つて除去される。フオトレジストを露出するのに
不十分な強度の光によつて照射されたフオトレジ
ストは、現像して除去することができない。

改良された形のマスター作成装置の詳しい動作
様式を説明する前に、以下の説明で特別の意味を
持つ幾つかの用語を説明しておくのがよいと思わ
れる。書込みレーザ源によつて発生されるレーザ
強度とは、ビデオ・デイスクの情報担持部分と相
互作用して、搬送波周波数並びに搬送波周波数か
らの時間的な周波数変化を表わす標識を形成する
ために使われる、マスター・ビデオ・デイスクに
入射する時の強度を言う。

ビデオ・デイスクの情報担持層の入射点でレー
ザ・ビームに要求される閾値エネルギ・レベル
は、情報担持層を作る材料によつて異なる。ビス
マスの様な金属並びにフオトレジストの様な感光
材料について述べた前述の２つの例では、標識を
形成するために要求される閾値エネルギ・レベル
はかなり異なり、閾値エネルギという言葉を説明
するよい例になる。勿論、各々の例で、他の材料
の値エネルギも異なる。

ビスマスで被覆されたビデオ・デイスク・マス
ターに形成される標識は、光反射性並びに光非反
射性を持つ交互の領域である。光非反射性の区域
は、ビスマスが溶融した後、冷却する前にビスマ
スが引込んで、その下にある硝子基板の一部分を
露出することによつて生ずる。金属層に入射する
光は反射が強いが、硝子基板の露出部分に入射す
る光は吸収され、そのために光非反射性になる。

閾値エネルギは、光強度が増大するレーザ・ビ
ームが存在する時に、金属層を溶融させ且つ引込
めさせるのにレーザ・ビームに要求されるエネル
ギである。閾値エネルギ・レベルは、金属層が溶
融しなくなり、入射光が入射する領域から引込む
時の、減少しつつある光強を持つ信号の強度とも
言える。更に特定して言えば、入射光ビームのエ
ネルギが記録材料の閾値エネルギ条件を超える
時、記録材料の中に孔が形成される。入射光ビー
ムの光エネルギ強度が記録材料の閾値エネルギ・
レベルより低いと、記録媒質には孔が形成されな
い。入射光ビームによつて孔が形成されること並
びに孔が形成されないことが、ビスマスで被覆さ
れたマスターに入射する光ビームが、ビスマス層
と相互作用して、記録面に標識を形成する主な態
様である。標識は、搬送波周波数を中心として時
間的な周波数変化を持つ搬送波周波数を表わす。

フオトレジストの薄い層がその上に形成された
ビデオ・デイスク・マスターは、それ自身の閾値
エネルギ・レベルを持つている。光ビームがフオ
トレジスト層を露出するメカニズムは、光子理論
に従い、フオトレジストの一部分を露出するに
は、入射光ビーム中に十分な数の光子を必要とす
る。正に向う変調された光ビームがこの閾値エネ
ルギ・レベルより多い光子を持つている時、その
区域のフオトレジストが露出され、そのため、そ
の後で現像すると、露出したフオトレジストが除
去される。光強度が減少しつゝある変調された光
ビーム中の光子レベルがフオトレジストの普通の
閾値エネルギ・レベルより下ると、フオトレジス
トは、その後で現像しても、この閾値エネルギ・
レベルより低い光子を持つ入射光ビームによつて
照射されたフオトレジストを除去することができ
ない位に、露出されなくなる。

変調されたレーザ源からの入射光ビームが情報
担持層と相互作用して、この入射光ビームによつ
て照射されたフオトレジスト層を完全に露出して
又は露出不足にする。これが、搬送波周波数を中
心として時間的に変化する周波数変化を持つ搬送
波周波数としての標識を形成するための、入射光
ビーム中の光子と情報担持部材との間の相互作用
である。搬送波周波数並びに時間的な周波数変化
を貯蔵した標識は、現像工程の後に更にはつきり
とする。この現像工程により、十分に露出された
フオトレジスト材料の部分が実効的に除去され、
ビデオ・デイスク部材には露出不足の部分が残
る。

第１９図には、ポツケルス・セル６８の動作バ
イアスを1/2エネルギの点に維持するために、こ
の発明の好ましい実施例で使われるポツケルス・
セル・バイアス・サーボ装置すなわち、安定化回
路４８がブロツク図で示されている。ポツケル
ス・セルの直流バイアスは、最初に定常状態に調
節され、ポツケルス・セルとグラン・プリズムと
の組合せの1/2エネルギの点が、ポツケルス・セ
ル６８の回転が45゜になる点と一致する様にする。
この直流バイアス点を固定バイアス点と呼ぶ。
FM変調器３６に対する入力ビデオ信号が何ら第
２高調波歪みを含んでいない装置では、今説明し
た手順で選ばれる直流バイアス点で満足に動作す
る。しかし、FM変調器に対するビデオ情報入力
信号が第２高調波歪みを含んでいる場合、こうい
う歪みが変調された光ビーム２９′の中に現われ
る。FM変調器からの出力がポツケルス・セル駆
動器７２に印加され、ポツケルス・セルを0゜から
90゜までの回転変化にわたつて駆動するのに必要
な電圧を発生する。レーザ２９からの変調されて
いない光ビームがポツケルス・セル６８に印加さ
れることは前に説明した通りである。

ポツケルス・セル・バイアス・サーボの目的
は、フオトダイオード２６０によつて検出される
出力光信号に、できるだけ第２高調波分がない様
に、ポツケルス・セル６８をバイアスすることで
ある。

第２高調波歪みは複数個の原因のために変動さ
れた光ビーム２９′に入り込む。第１の原因は、
ポツケルス・セル６８並びにグラン・プリズム７
０の両方の伝達関数が非直線であることである。
線１８の入力ビデオ信号が第２高調波歪みを持つ
ている時、これによつて光ビーム２９′中の全体
の第２高調波歪みは更に増加する。

ポツケルス・セル・バイアス・サーボはポツケ
ルス・セル６８に印加される直流バイアスを調節
する様に作用する。この直流バイアスがポツケル
ス・セルを1/2エネルギの点にバイアスして、出
力光ビームの第２高調波分を最小限に抑える。

１／２エネルギの点からの直流バイアス・レベ
ルの変更は、次の様な一連の工程によつて行なわ
れる。ポツケルス・セル６８からの変調された光
ビーム２８′をフオトダイオード２６０に印加す
る。フオトダイオード２６０を標準的な動作様式
で動作し、搬送波周波数を中心とした周波数変化
を持つ搬送波周波数の形をした信号を発生する。
この周波数変調された波形は、デイスク面に入射
する変調された光ビーム２９′の信号成分を正確
に反映する位に、フオトダイオード２６１に入射
する光の十分直線的な表示である。更に詳しく言
うと、フオトダイオード２６０からの出力信号
は、変調された光ビーム２９′中に存在する歪み
を持つている。フオトダイオード２６０からの出
力を線２６２を介して第２高調波検出器２６１に
印加する。これはバイアス制御回路２６４の一部
分を形成する。第２高調波検出器の出力が高圧増
幅器２６６に送られ、これが線２６８に直流バイ
アス信号を発生する。線２６８が加算回路２７０
に接続され、その２番目の入力信号はポツケル
ス・セル駆動器７２の出力である。線２６８の直
流バイアス信号をポツケルス・セル駆動器７２か
らの出力と加算し、ポツケルス・セル６８に印加
して、ポツケルス・セル６８の直流バイアスを変
える。

第２高調波検出器２６１の動作について説明す
る、この装置は、出力光ビームの第２高調波と基
本波との比に対して大体直線的な電圧を発生す
る。更に、この出力信号は第２高調波の位相特性
を反映し、第２高調波が基本波と同相であれば、
第２高調波検出器の出力は第１の電圧レベル、即
ち、正のレベルである。第２高調波の位相が基本
波と反対であれば、第２高調波検出器の出力は第
２の電圧レベル、即ち、負の電圧レベルにある。
第２高調波検出器の出力を高圧増幅器２６６で増
幅する。この増幅器が０乃至300ボルトの範囲の
直流バイアスを発生する。この直流バイアスを、
ポツケルス・セル駆動器７２で増幅されたFM変
調器２０からの信号と加算し、ポツケルス・セル
６８に印加する。

第２高調波検出器は、第２０図に示す制限器２
７２及び差動増幅器２７４を含む。フオトダイオ
ード２６０の出力信号２６２を線２７６，２７８
を介して制限器２７２に交流結合する。制限器２
７２は、第１の出力枝路２８０を介して差動増幅
器に印加される第１の出力信号を有する。制限器
２７２の第２の出力が、第２の出力枝路２８２を
介して差動増幅器の第２の入力に印加される。制
限器２７２の出力信号は互いに相手の理論的な補
数である。更に具体的に言うと、一方の出力が比
較的高の電圧レベルにある時、他方の出力は比較
的低の電圧レベルにある。枝路２８０，２８２の
２つの出力信号が差動増幅器２７４に送られる。
この差動増幅器の出力は、入力信号線２７６，２
７８にある第２高調波成分を反映する。

標準的な動作様式では、フオトダイオード２６
０からの入力信号に実質的に第２高調波歪みがな
い時、差動増幅器２７４の端子２８４の出力信号
は正確に50％のデユーテイ・サイクルを持つ矩形
波であり、電圧レベルは一定の基準レベルの上下
の２つの予定の電圧レベルの間である。50％のデ
ユーテイ・サイクルは、高の電圧の半サイクルの
幅が次に続く低の電圧の半サイクルと等しいこと
を意味する。この状態では、２つの半サイクルの
実効的な直流レベルが相殺する。従つて、差動増
幅器２７４の出力は平均するとゼロである。

フオトダイオード２６０の出力中にある程度の
第２高調波歪みが存在する時、高調波歪みによつ
て平均値は移動し、対称的な場合から非対称の場
合になる。この場合、差動増幅器の出力は50−50
のデユーテイサイクルを持つ矩形波以外のものに
なる。従つて、差動増幅器が入つてくる信号の実
効的な直流レベルの変化を検出し、入力信号の非
対称性に応じて、平均してゼロより高い又は低い
出力を発生する。従つて、差動増幅器の出力が高
圧増幅器に印加されると、これが差動増幅器２７
４の出力を直流平滑し、その結果でてくる正又は
負の直流レベルを増幅する。この結果が、ポツケ
ルス・セルの動作点を、高調波歪みがゼロになる
１／２エネルギの点に戻すために、ポツケルス・セ
ルに印加すべきバイアス信号の所要の変化であ
る。

ポツケルス・セル・バイアス・サーボの標準的
な動作様式をまとめて言えば、変調された光ビー
ム中に存在する歪みを表わす光信号を発生する。
この光ビーム中に存在する第２高調波歪みの大き
さを検出して、この歪みを表わす信号を発生する
手段を設ける。第２高調波歪みの大きさを表わす
信号は、第２高調波歪みが基本周波数と同相であ
るか或いは位相がずれているかをも表わす。第２
高調波歪みの大きさ並びに基本周波数に対する第
２高調波歪みの位相を表わす出力信号が、ポツケ
ルス・セルを、第２高調波歪みがなくなる様な動
作点にもつてくるために、このセルに印加する必
要があるバイアス信号を発生する手段に印加され
る。バイアス信号の変化を周波数変調された入力
ビデオ信号と加算する加算回路を設ける。この加
算電圧がポツケルス・セル６８に対する入力とし
て印加される。

第１０図は、書込み光ビーム２９の改良された
形の光変調を例示する一連の波形を示す。第１０
図の欄Ａは、ビデオ・テープ・レコーダ又はテレ
ビジヨン・カメラからビデオ信号として典型的に
供給される理想的な又は簡単にしたビデオ波形を
示す。この波形は第４図に示すものと略同じであ
り、FM変調器２０に印加されるビデオ信号を表
わす。２つの出力信号が欄Ｂ及びＣに示されてい
る。夫々はFM変調した出力信号であり、何れも
同じ周波数情報を持つている。欄Ｂの波形は第５
図に示した波形を再掲したものであり、便宜的に
含めた。欄Ｂの波形は、マルチバイブレータ形
FM変調器２０によつて普通発生される出力を示
す。欄Ｃに示す波形は、三角形の出力波形を持つ
FM変調器２０によつて発生される出力を示す。
両方の波形は同じ周波数情報を持つている。三角
形の波形は、ポツケルス・セルに印加する一定の
強度の光ビームを光変調するために、ポツケル
ス・セル６８を駆動するのに使う時、一層よい結
果が得られる。

各々の波形Ｂ及びＣに含まれる周波数は、常に
同一であつて、欄Ａのビデオ波形の電圧レベルを
表わす。この図をみれば、数字７５で全体的に示
したビデオ波形の下側振幅領域が低い搬送波周波
数に対応し、ビデオ波形の高い方の振幅領域７７
が欄Ｂ及びＣに示した高い方の周波数に対応する
ことが判る。テレビジヨン業界では、テレビジヨ
ン・カメラによつて発生されるビデオ信号とし
て、ピーク間が１ボルトの電圧変化を持つ電圧信
号を使うのが普通である。この信号特性は、テレ
ビジヨン・モニタ１６６を駆動するのに必要なも
のと同じである。ポツケルス・セル６８を駆動す
るために三角形の波形を使う利点は、ポツケル
ス・セルの伝達特性を変調信号の選ばれた波形と
あわせて、ポツケルス・セル及びグラン・プリズ
ム７８を通過する光ビームを正弦状に変調するこ
とである。欄Ｃの三角形の波形は時間に対して直
線的な電圧変化である。この三角形の駆動波形の
時間に対して直線的な電圧変化に、正弦状の電圧
変化対ポツケルス・セル６８の光伝達関数を乗じ
ると、グラン・プリズムからの正弦状に変化する
光強度を持つ出力になる。

欄Ｄに示す波形は、ポツケルス・セルが欄Ｃに
示す三角形の波形によつて駆動された時の、グラ
ン・プリズムからの光強度出力に対応する正弦状
の波形を示す。

特に欄Ｄに示す波形の一番低い点２８５及び一
番高い点２８６からみて、この夫々から正確に等
距離にある点を1/2エネルギの点と呼ぶ。品質の
高いマスター作成動作には、この1/2エネルギの
点の利用の仕方を理解することが必要である。

三角形の波形のピーク間電圧が欄Ｃの線２８７
に示した第１の最大電圧レベルV₂、及び線２８
８の第２の最小電圧レベルV₁によつて表わされ
ている。点２８７，２８８の間の電圧の差が、ポ
ツケルス・セル６８の駆動電圧である。この電圧
の差は、ポツケルス・セル６８がそれを通過する
光の偏光を90゜回転するのに必要な電圧に等しく
なる様に調節される。ポツケルス・セルのバイア
スは、電圧レベルV₁及びV₂常にポツケルス・セ
ル６８を通過する光ビームの0゜及び90゜の回転に
対応する様に保つ。光ビームの45゜の回転は、三
角形の波形の２つの極限の中間である。この中間
の電圧は、ポツケルス・セル６８に対して常に同
じである。しかし、温度に対する不安定性のた
め、この中間電圧は０ボルトに対してドリフトす
ることがあり、そのために1/2エネルギの電圧の
点もドリフトする。中間電圧の正しいバイアス作
用は、後で第１４図、第１５図及び第１６図につ
いて詳しく説明する。

第１０図の欄Ｃの波形は、FM変調器２０によ
つて発生される三角形の波形を示しているが、こ
れはポツケルス・セル駆動器７２によつて発生さ
れる信号の波形をも表わしている。FM変調器の
出力は典型的には小さな電圧範囲、典型的には10
ボルト未満であるが、ポツケルス・セル駆動器７
２の出力は、ポツケルス・セル６８をゼロ回転状
態から90゜の回転状態まで駆動するために、ポツ
ケルス・セルに対して適当な駆動電圧を供給する
ため、100ボルトの振れがある。電圧レベルV₁，
V₂及びこれらの電圧を表わす線２８８，２８７
について説明するため、第１０図の欄Ｃを参照す
る。ポツケルス・セル駆動器６８からの出力は、
波形の振幅は違うが、同じ形だからである。これ
は便宜上であつて、振幅だけが違う略同一の波形
を除くためである。

第１１図には、これまで説明したこの発明のマ
スター作成方法に従つて成形されたビデオ・デイ
スクの簡略断面図が示されている。基板部材３０
０が平面状の上面３０２を有する。情報担持層３
０４が基板３００の上面３０２の上に形成されて
いる。情報担持層３０４は基板３００の面３００
に全体にわたつて一様な厚さである。情報層３０
４自体は平面状の上面３０６を有する。

第１１図を第１０図の欄Ｃの下に並べてある
が、この図には、ポツケルス・セル６８に対する
駆動波形としての三角形の出力波形を発生する電
圧制御発振器をFM変調器２０に用いた改良され
た実施例で、ポツケルス・セルとグラン・プリズ
ムの組合せを通過する光ビームの強度が示されて
いる。前に述べた様に、情報担持層の閾値エネル
ギ・レベルは、入射する光ビームに応答して、情
報担持層内に標識を形成するのに必要なエネルギ
と定義する。金属面の場合、温度閾値は、金属層
を溶融させ、金属層を加熱された入射領域から引
込めさせるのに必要なエネルギである。フオトレ
ジスト層では、閾値エネルギは、フオトレジスト
の情報担持層を完全に露出するのに十分な光子を
供給するのに必要なエネルギ・レベルである。金
属層の場合、加熱された金属が入射区域から引込
んで、その下にある基板３００を露出する。フオ
トレジスト材料の場合、光子のエネルギは、第１
６図に示す様に、基板３２０の上面３２２まで、
フオトレジスト層３２４の厚さ全体を完全に露出
するのに十分である。

ポツケルス・セルとグラン・プリズムの組合せ
の1/2エネルギの点を、一定強度のビームの透過
量が最大になる第１の動作点と、一定強度のビー
ムのグラン・プリズム７０の透過量が最小になる
第２の動作点との間の真中の点に決めることを前
に説明した。1/2エネルギの点は、ポツケルス・
セルを通過する光が、透過エネルギがゼロである
点から45゜回転した点である。

動作の際、レーザの出力エネルギは、ポツケル
ス・セルとグラン・プリズムの組合せの1/2エネ
ルギの点が、部材３０４の様な、使われる情報担
持部材の閾値エネルギ・レベルに等しい十分なエ
ネルギを供給する様に調節される。ポツケルス・
セルとグラン・プリズムの組合せの1/2エネルギ
の点をこの様に調整したことにより、記録される
ビデオ周波数信号の記録忠実度は最高になり、ビ
デオ・デイスク記録部材から再生される信号の混
変調歪みは最小になる。

この様にエネルギ・レベルを合わせることが、
第１０図の欄Ｄ及び第１１図に示されており、第
１０図の欄Ｄに示した線２９０で表わす1/2エネ
ルギの点と、第１１図の開口３１０とによつて示
されている。開口３１０の長さは、変調された光
ビームの透過強度が第１０図の欄Ｄに示した1/2
エネルギの点を表わす線２９０を超える時間に対
応する。

この実施例では、1/2エネルギの点を表わす線
２９０は、第１０図の欄Ｃに示した三角形の波形
のゼロ交差をも表わす。ゼロ交差点が第１０図Ｂ
図及び第１０Ｃ図の線２９１，２９２によつても
示されている。1/2エネルギの点を調整すること
の重要性を第１６図及び第１７図について詳しく
説明する。

第１２図は上面３２２を持つ基板３２０を含む
情報貯蔵部材を示す。一様な厚さのフオトレジス
トの薄い層３２４が基板３２０の平面状の上面３
２２の上に形成される。薄いフオトレジスト層３
２４が平面状の上面３２６を有する。金属ビスマ
ス層３０４が光応答性の層である様に、フオトレ
ジスト層３２４も光応答性の層である。薄い不透
明なメタライズ被覆３０４もフオトレジスト層３
２４も、ビデオ入力信号を表わす標識を保有する
様に作用する。金属層３０４の場合、メタライズ
層に開口３１０が形成され、情報貯蔵部材の中に
相次いで光反射領域及び光非反射領域を形成す
る。

第１３図は、フオトレジストで被覆された情報
貯蔵部材を示す。領域３０３が、第１１図に示す
構造で領域３１０が形成されたのと略同様にして
形成される。第１１図に示す様に開口３１０が形
成される代りに、開口３１０に対応して露出領域
３３０が形成される。第１２図では、露出したフ
オトレジスト材料は、フオトレジスト情報担持層
３２４内でこれらの領域内に斜線を施すことによ
つて表されている。露出したフオトレジスト材料
をこの後で現像すると、露出したフオトレジスト
材料が除去され、第１１図に示した開口３１０に
相当する開口が残る。

動作の際、フオトレジストで被覆された基板か
ら成るビデオ・デイスク部材を使う時、書込みレ
ーザの出力エネルギは、グラン・プリズムの1/2
エネルギの点でポツケルス・セルとグラン・プリ
ズムの組合せを通過する変調されたレーザ・ビー
ムのエネルギが、入射する光ビームによつて照射
されたフオトレジストを完全に露出するのに必要
な光子閾値エネルギに等しくなる様に調節する。
ビスマスで被覆されたマスタ・ビデオ・デイスク
方式の場合と同じく、これによつて記録の忠実度
は最高になり、記録されていたビデオ信号を再生
する際、混変調歪みは最小になる。

第１１図及び第１２図で、第１０図の欄Ｄに示
す波形の内、線２９０より上側にある部分によつ
て表される様に、1/2エネルギの点より高い所で、
グラン・プリズムを通過すると光ビームの部分
は、第１１図に示すビスマスで被覆したビデオ・
デイスクの場合は感光面３０４、第１２図に示す
フオトレジストで被覆されたビデオ・デイスクの
場合はフオトレジスト被覆３２４の特性に非可逆
的な変化を生ずる。ビスマスで被覆されたビデ
オ・デイスク部材３００の場合、この非可逆変化
は、不透明なメタライズ被覆３０４中に相次いで
形成された開口３１０の形をとる。フオトレジス
トで被覆された基板３２０の場合、フオトレジス
ト層３２４の特性の非可逆的な変化は、相次いで
完全に露出された領域３２２として起る。

ビスマスを好ましい金属層として挙げたが、テ
ルル、インコネル及びニツケルの様な他の金属を
使うことができる。

第１４図には、ポツケルス・セルに対する駆動
入力の直線的な電圧変化に対して、ポツケルス・
セル６８を通過する光の回転角度が正弦状に変化
することを表わす。ポツケルス・セルとグラン・
プリズムの組合せの伝達特性が示されている。
90゜の回転が点３４０に示されており、これはグ
ラン・プリズム７０の最大光透過状態に等しい。
0゜の回転が点３４２に示されており、これはグラ
ン・プリズム７０のゼロ又は最小光透過状態に等
しい。光の透過がゼロになる点３４２は、第１０
図の欄Ｃに示した線２８８で表わす電圧レベル
V₁に対応する。90゜の回転を表わす点は、第１０
図の欄Ｃに示した線２８７で表わす電圧レベル
V₂に対応する。これらの２つの電圧の間の中点
（線２９２で表わす）がＺ方向のV₂−V₁に等し
く、ポツケルス・セルを通過する光ビームの45゜
の回転に対応する。

周知の様に、ポツケルス・セルを通るエネルギ
は実質的に不変である。ポツケルス・セルで変化
する唯一の特性は、通過する光の回転角度であ
る。普通、ポツケルス・セル６８及びグラン・プ
リズム７０を一緒に使つて、光の変調を行なう。
このため、ポツケルス・セル及びグラン・プリズ
ム７０の主軸を整合させ、90゜偏光した光ビーム
がグラン・プリズムを実質的に減衰せずに通過す
る様にする。この様に高度に偏光した同じ光をポ
ツケルス・セル６８で90゜回転させて、0゜の回転
に戻すと、光ビームはグラン・プリズム７０を通
過しない。実際には、全部が透過する状態並びに
全く透過しない状態には、高い動作周波数では到
達しない。第１４図に示す波形は、周波数変調さ
れたビデオ情報の２サイクルに対応する様に回転
を行なつたポツケルス・セル６８の伝達特性を示
す。これは、伝達特性が伝達関数曲線の0゜乃至
90゜の部分にわたつて連続的に動作することを示
している。

第１５図にはグラン・プリズム７０の伝達特性
が示されている。点３５０でグラン・プリズム７
０は透過量が最大になり、入つてくる光ビームは
90゜回転している。点３５２では、グラン・プリ
ズム７０の光の透過が最小又はゼロになり、この
時入つてくる光ビームの回転はゼロである。グラ
ン・プリズム７０に入る光の回転が45゜の場合、
点３５４に示す様に、入射光ビームの強度の半分
がグラン・プリズム７０を通過する。勿論、45゜
の回転の時にグラン・プリズム７０を通過する光
のエネルギの絶対値は、光源の光出力強度を調節
することによつて調節し得る。この実施例では、
光源は書込みレーザ３０である。

好ましい実施例では、書込みレーザ３０のエネ
ルギ出力は、1/2エネルギの点でグラン・プリズ
ムを通過する光の強度が、記録媒質の閾値エネル
ギ・レベルに一致する様に調節する。ビスマス層
を溶融させるには、フオトレジスト層を完全に露
出するよりも一層多くのエネルギを必要とするの
で、ビスマスのマスター・デイスクの書込みに使
われる書込みビームの強度の絶対値は、フオトレ
ジストで覆われたマスター・ビデオ・デイスクと
の相互作用のために使われる書込みレーザの強度
より大きい。

第１６図及び第１７図には、書込みレーザ３０
によつてマスター・ビデオ・デイスクに切込まれ
る孔の長さと、相次いで形成される孔の間の切込
まれていないランド区域の長さとの間の関係を説
明するのに役立つ一連の波形が包括的に示されて
いる。この関係は、切断用尖頭エネルギの値、切
断用平均エネルギ及び金属層に於けるスポツトの
焦点によつて形成される関係であるが、これらを
包括して１つの言葉で言つたものがデユーテイ・
サイクルであり、この言葉はこれらの３つの特性
全部を表わしている。

前に述べた様に、ビデオ・デイスク基板上の情
報担持層と相互作用するのに必要なエネルギは、
マスタ・ビデオ・デイスク部材上に配置するため
に選んだ材料に非可逆的な変化を起こすのに必要
なエネルギである。ビスマスで被覆されたマスタ
ーの場合、必要なエネルギは、エネルギがビスマ
ス層の閾値エネルギ・レベルより高い場所で、ビ
スマス被覆層の一部分を選択的に除去するのに必
要なエネルギである。光スポツト中に含まれるこ
のエネルギが、ビスマス層に正しく集束されない
と、このエネルギを所期の目的に使うことができ
ず、所期の作用をせずに散逸される。焦点の外れ
たスポツトだけによつて切断作用が行なわれる
と、マスター作成過程に歪みが入り込む。

切断用尖頭エネルギが記録媒質の閾値エネル
ギ・レベルを大きく超える場合、材料が破壊的に
除去され、この破壊的な除去のために表面に歪み
ができる。切断用平均エネルギは、高い方の第１
の切断用エネルギと低い方の第２の切断用エネル
ギとの中点のエネルギである。前に説明した様
に、切断用平均エネルギは記録媒質の閾値エネル
ギ・レベルに等しくなる様に定めることが好まし
い。この意味で、切断用平均エネルギより高い強
度の光ビームが情報担持層と相互作用して、記録
しようとする信号の標識を形成する。切断用平均
エネルギより低い強度の光ビームは、孔を形成す
るのに必要な点まで、ビスマスで被覆されたマス
ターを加熱することができないか、或はフオトレ
ジストで被覆されたマスターの一部分を完全の露
出することができない。

第１０図の欄Ｂ及びＣについて簡単に説明する
と、第１０図の欄Ｂに示した線２９１及び欄Ｃに
示した線２９２と一致する様に、切断用平均エネ
ルギを調節すると、その時のデユーテイ・サイク
ルは、孔の長さがその後の位置にあるランド区域
の長さに等しくなる。これが50％又は50−50のデ
ユーテイ・サイクルと言われる。50−50のデユー
テイ・サイクルは記録手順に於ける好ましいデユ
ーテイ・サイクルであるが、60−40乃至40−60の
範囲内でも、商業的に許容し得る再生信号が得ら
れる。つまり、孔又はその中間のランド部材の一
方が一層大きくなり、他方が一層小さくなつても
よい。

第１６図で、線３６０で表わす波形は、ポツケ
ルス・セルとグラン・プリズムの組合せを透過し
た２サイクルの光強度を表し、第１０図の欄Ｄに
特に示したものである。記録媒質の閾値エネル
ギ・レベルは線３６２で表わしてある。記録媒質
の閾値エネルギ・レベルは、書込みレーザ３０の
強度の絶対値を調節することにより、ポツケル
ス・セルとグラン・プリズムの組合せを透過する
光強度の1/2エネルギの点に等しくする。

閾値レベルを1/2エネルギの点に正しく調節す
ると、マスター・ビデオ・デイスクの情報表面層
には、点３６４から始まつて、強度が点３６６に
下るまでの時間の間引続いて、標識が形成され
る。破線３６４′，３６６′を図の欄Ａまで引いた
のは、光の強度が点３６４を通り越して３７０の
所で最大値まで上昇し、次に点３６６まで下る期
間の間に形成された食部３６８によつて表わされ
る標識を示すためである。点３６６より低い光の
強度が、３７２で最小値まで下り、引続いて３７
４の所にある新しい最大値に向つて上昇する。強
度の低いレベル３７２と強度の高いレベル３７４
との間の或る点で、光の強度が３７６の所で、記
録媒質の閾値エネルギ・レベルに等しくなる。点
３７６から始まつて、光ビームのエネルギが、第
１６図の欄Ａに示す食部（eclipse）３７８によ
つて表わされる標識を形成し始める。破線３７
６′は、光の強度が閾値レベル３６２を超えた点
で、標識３７８の形成が開始されることを示す。
標識３７８は、光の強度が３７４の所で最大値に
達し、３７５の所で新しい最小値まで下り始める
間、引続いて形成される。しかし、線３６０と３
６２に示した閾値エネルギ・レベルとの交点で、
光の強度は閾値エネルギ・レベルより低くなり、
最早標識は形成されない。好ましい実施例では、
線３８４によつて表わす標識の長さが、線３８８
の長さによつて表わされるランド領域３８６の長
さに等しい。従つて、ポツケルス・セルとグラ
ン・プリズムの組合せからの1/2エネルギの点の
光強度の出力を記録面の閾値エネルギ・レベルに
合せると、デユーテイ・サイクルが50−50にな
り、標識３６８の長さが次に続くランド領域３８
６の長さに等しくなる。線３０６上に示した点３
６４，３６６，３７６，３８２は、初めの周波数
変調されたビデオ信号のゼロ交差を表わす。従つ
て、標識３６８，３８６が周波数変調されたビデ
オ信号を表わすことが理解されよう。好ましい実
施例に於けるこの表わし方は、50−50のデユーテ
イ・サイクルであり、ポツケルス・セルとグラ
ン・プリズムとの組合せから出てくるビームの1/
２エネルギ・レベルを記録媒質の閾値エネルギ・
レベルに等しく調節することによつて達成され
る。

線３６０で示す可変の光強度を含めて、第１６
図に示した波形は、マスター・ビデオ・デイスク
部材に使う記録媒質に無関係に、50−50のデユー
テイ・サイクルを達成する好ましい動作様式を表
わす。種々の点に於ける強度の絶対値は、変調さ
れた光ビームが記録面と相互作用するのに必要な
強度の絶対値に従つて変化するが、相対的な波形
並びにそれらの相対的な位置は変わらない。更に
詳しく言えば、ビスマスに対する閾値エネルギ・
レベルの強度の絶対値は、フオトレジストに対す
る閾値エネルギ・レベルの強度の絶対値とは異な
るが、強度を表わす線３６０に対する関係は同じ
である。

第１６図及び第１７図の欄Ｂについて、ポツケ
ルス・セルとグラン・プリズムの組合せの1/2エ
ネルギの点の出力を記録媒質の閾値エネルギ・レ
ベルと合せなかつた場合の結果を説明する。第１
６図で第２の破線３８０は、使われる記録媒質の
実際の閾値エネルギ・レベルと、ポツケルス・セ
ル６８とグラン・プリズム７０の組合せからの光
強度の出力との間の関係を示す。閾値エネルギ・
レベル線３８０が多数の場所３９０，３９２，３
９４，３９６で強度線３６０と交差する。線３９
０′は交強度線３６０が閾値エネルギ・レベル３
８０と交差したことを表わし、第１７図の欄Ｂに
示す標識３９８が形成され始めることを知らせ
る。標識３９８は、光の強度が閾値エネルギ・レ
ベルより高い時間の間、形成される。標識３９８
の長さが、光の強度が３７０の所の最大値に達
し、その後線３９９で示す様に、閾値の点３９２
まで下るのに要する時間によつて表わされる。ラ
ンド区域４００の長さは線４０２で示す長さであ
る。線４０２の長さは、光の強度が閾値を表わす
点３９２から次の閾値を表わす点３９４まで変る
のに要する時間によつて決定される。この時間の
間、光ビームの強度は、記録媒質と相互作用をし
ない程低い。第２の標識を４０６に示してあり、
その長さは線３６０で表わす波形の強度が点３９
４で示した閾値エネルギ・レベルを超える点に対
応する。標識４０６の長さは線４０８で示してあ
り、これは、光の強度が３７４の所の最大値まで
上昇し、点３９６の所の閾値レベルまで下るのに
要する時間によつて決定される。

標識とその中間のランド区域の初めと終りを示
す種々の線を示してあるが、これらの線には、光
強度線３６０と閾値エネルギ・レベル線３６２，
３８０との対応する交点を表わすために、ダツシ
ユをつけた数字を用いている。

相次ぐ位置にある標識３９８及びランド領域４
００が、記録された周波数変調ビデオ信号の１サ
イクルを表わす。標識３９８は、線３９９及び線
４０２の長さの合計の約65％を表わす。これは65
−35のデユーテイ・サイクルを表わす。利用し得
る空間の65％が標識であり、35％がランド区域で
ある。典型的には、最終的な形式の標識は隆起部
又は孔の様な光散乱部材であり、ランド区域は高
度に反射性の材料で覆われた平面状の面である。

第１７図の欄Ａに示した相次ぐ位置にある光非
反射部材３６８及び光反射部材３８６によつて表
わされる、周波数変調されたビデオ情報は、50−
50の好ましいデユーテイ・サイクルを表わす。フ
オトレジストを使つたマスター作成方法を使う
時、フオトレジスト層の上面の反射率は、書込み
ビームが入射したことによつて、フオトレジスト
と部材の現像された部分並びに現像されなかつた
部分からの反射光ビームの間に違いを検出できる
程、目立つて変化しない。フオトレジストで被覆
されたマスター・ビデオ・デイスクを使う書込み
後の読取手順が出来ないのは、このためである。

第１７図の欄Ｃには、欄Ａに示した標識３６８
及びランド区域３８６の順序によつて表わされる
再生ビデオ信号が示されている。欄Ｃに示す波形
は、歪みのない正弦波４１０であり、第１６図に
示した線３６０によつて表わされる光強度波形に
よつて示される、歪みのない同じ周波数変調情報
を持つている。第１７図の欄Ｃに示す正弦波は、
線４１２によつて表わされる中心線を持つてい
る。この線が、線３６２が第１６図に示した強度
線３６０と交差するのと同じ交点で、正弦波４１
０と交差する。

第１７図の欄Ｄには、不良の第２高調波歪みを
持つ再生された周波数変調ビデオ信号が示されて
いる。欄Ｄの線４１４によつて表わされる波形の
基本周波数は、欄Ｃに示す波形と同じである。し
かし、欄Ｄに示す情報は不良の第２高調波歪みを
持つている。不良の第２高調波歪みが問題になら
ない様な装置で使つた時、前に説明した50−50の
デユーテイ・サイクルに厳密に従う必要はない。
しかし、ビデオ・デイスクの面から実質的に歪み
のない出力信号を再生する必要がある時、上に述
べた手順に従うことが必要である。

第１８図には、好ましい形のマスター作成過程
の間に形成された、相次ぐ位置にある光反射領域
及び光非反射領域に入射する時の、読取ビーム中
の読取スポツトの強度が示されている。好ましい
実施例では、このために金属を使い、好ましい金
属はビスマスである。

第１８図の欄Ａは、ビデオ・デイスク・マスタ
ーの表面に形成された複数個の標識を示す。好ま
しい実施例で、ビスマス層４２０に形成される孔
を４２２，４２４，４２６に示してある。層４２
０の内、孔４２２，４２４，４２６を形成するこ
とによつて影響を受けなかつた中間の部分は、ラ
ンド区域と呼ばれ、これを４２８，４３０で示し
てある。ランド区域は高度に反射性である。孔４
２２，４２４，４２６が形成されることにより、
その下にある硝子基板が露出し、これは実質的に
光を吸収し、このため硝子基板は光非反射領域で
ある。波形４３２は、スポツトが光非反射領域の
上を通る時の読取ビーム中のスポツトの光強度波
形を表わす。これは光非反射領域を通過する時の
スポツトの空間的な関係を示す。第１８図の欄Ｂ
には、欄Ａに示す強度関係を持つスポツトが相次
ぐ位置にある光反射領域及び光非反射領域を通過
する時の、反射光の強度波形を示す波形が線４３
４で示されている。線４３４の実線部分４３６
は、スポツトが光非反射領域４２４を通過する時
の反射光の強度波形を示す。反射光の強度は、光
非反射領域４２４の中心に対応する点４３８で、
最小値になる。光非反射部分４２４の中心が線４
４０上の点４４２として示されている。反射光の
強度波形は、相次ぐ位置にある光反射領域４２
２，４２４の間にあるランド区域４２８の中心点
４４６に対応して、４４４で最大値になる。中心
点４４６が、情報トラツクの中心線を表わす線４
４８上に示されている。線４３４の内の波線部分
は、光が非反射領域４２２を通過した時の反射光
の強度波形のこれまでの経過を示している。波形
４３４の破線部分４５２は、読取スポツトが非反
射領域４２６を通過する時に予想される反射光ビ
ームの強度を示している。

第１８図の欄Ｃには、欄Ｂに示した光強度信号
を表わす再生された電気信号が示されている。こ
の電気信号を線４５４で示してあり、第１図に示
す光検出器７０で発生される。

適当な高圧増幅器の回路図が第２１図に示され
ている。こゝで説明したマスター作成過程で書込
みながら読取ることができるということの特別の
利点は、書込んだばかりの情報を瞬時的に監視
し、反射領域及び非反射領域のデユーテイ・サイ
クルを制御する手段として使うことを含む。再生
された周波数変調ビデオ信号を書込み過程の間に
テレビジヨン・モニターに表示することにより、
デユーテイ・サイクルを監視することができる。
モニタで目につく歪みがあれば、それはデユーテ
イ・サイクルの変化が起つたことを示す。デユー
テイ・サイクルを好ましい50−50の動作点に調節
することにより、書込まれた情報のデユーテイ・
サイクルを調節して歪みを除去する手段が設けら
れる。デユーテイ・サイクルの変化は、平均強度
バイアス・サーボ又は第２高調波バイアス・サー
ボを持つ装置では、ポツケルス・セルとグラン・
プリズムの1/2エネルギの点の出力を記録媒質の
閾値エネルギ・レベルに等しくなる様に調節する
回路と関連して、レーザ３０で発生される光ビー
ムの強度の絶対値を調節することによつて補正す
るのが典型的である。1/2エネルギの点並びに平
均強度という言葉は、FM変調器によつて発生さ
れる三角形の波形を使うことに関連して、この明
細書では互換性をもつて使われている。グラン・
プリズム３８から出てくる変調された光ビーム４
０は正弦状である。この場合、1/2エネルギの点
は平均強度に等しく、これはあらゆる対称的な波
形の場合がそうである。FM変調器からの周波数
変調出力は、この様な対称的な波形として作用す
ることが判つた。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなように、この発明によれ
ば、光変調器で強度変調されたレーザビーム中に
含まれる第２高調波歪み成分を検出するととも
に、これが最小となるように光変調器のバイアス
が調整されるため、光変調における動作点はその
中間光透過状態に一致することとなり、歪みの少
ない電気・光変調が行われ、その結果、忠実度の
高い情報記録が行われる。

【図面の簡単な説明】

第１図は書込み装置のブロツク図、第２図は第
１図に示す書込み装置を使つて書込む前の、ビデ
オ・デイスク部材の断面図、第３図は第１図に示
した書込み装置を使つて書込みを行なつた後の、
ビデオ・デイスク部材の部分平面図、第４図は第
１図の書込み装置に使われるビデオ信号の波形
図、第５図は第１図に示した書込み装置で使われ
る周波数変調信号の波形図、第６図は第１図に示
した書込み装置で使われる書込みレーザの強度を
示すグラフ、第７図は第１図に示した書込み装置
によつて変調書込みビームを変えることを示すグ
ラフ、第８図は第３図に示したデイスクを線８−
８で切つた半径方向断面図、第９図は適当な運動
制御集成体の詳しいブロツク図、第１０図はマス
ター作成装置の動作を説明するための波形図、第
１１図は１形式のビデオ・デイスクの簡略断面
図、第１２図はフオトレジストで被覆された貯蔵
部材を示す図、第１３図は第１２図のフオトレジ
ストで被覆された貯蔵部材の一部分を示す図、第
１４図はポツケルス・セルの伝達特性を示すグラ
フ、第１５図はグラン・プリズムの伝達特性を示
すグラフ、第１６図は光強度波形図、第１７図は
第１６図と共に記録のデユーテイ・サイクルを説
明するのに役立つ一連の波形図、第１８図はマス
ター作成装置の動作を説明するための波形図、第
１９図はポツケルス・セル・バイアス・サーボ装
置のブロツク図、第２０図は第１９図で使われる
第２高調波検出器の回路図、第２１図は第１９図
で使われる高圧増幅器の回路図である。 主な符号の説明、１０……情報貯蔵部材、１２
……情報信号源、２４……第１の面、２６……被
覆、２８……運動制御集成体、３０……書込みレ
ーザ、４０……可動光学集成体、４４……光強度
変調集成体、４８……安定化回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１のレベルと第２のレベルとの間において
   交互にレベルが変化する形態の情報信号を入力す
   るための情報入力手段と、 変調対象たる一定強度のレーザビームを発生す
   るレーザ光源と、 前記レーザ光源から発せられる一定強度のレー
   ザビームを前記情報信号で強度変調するととも
   に、入力バイアス調整が可能になされた光変調器
   と、 前記光変調器で強度変調されたレーザビーム中
   に含まれる第２高調波歪み成分を検出するととも
   に、これが最小となるように前記光変調器のバイ
   アスを調整するオートバイアス手段と、 前記光変調器で強度変調されたレーザビームを
   所定位置へと導くとともに、集束してビームスポ
   ツトを形成する光学系と、 前記光学系から得られるビームスポツトが照射
   される感光面を有するとともに、一様な運動をす
   るように支持された記録媒体と、 を具備することを特徴とする装置。 ２ 前記光変調器はポツケルスセルと直線偏光子
   との組合せからなることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の装置。 ３ 前記記録媒体の感光面はフオトレジスト若し
   くは光応答性金属被膜であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の装置。