JPH07507899A - 板状の光学記憶装置とその製造方法 - 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】 板状の光学記憶装置とその製造方法 この発明は、互いに無関係な長さのピットとランドが記憶された二進値を表し、 トラックを追従する集束されたレーザービームを用いて干渉原理により前記二進 値を読み取り、滑らかな光学基準面のスパイラル状のトラックに沿ってピントと ランドの順番にして逐次記憶されている二進情報の板状の光学記憶装置に関する 。更に、この発明は上記の板状の記憶装置を大量生産するために使用されるマザ ー（雌型）を描くことのできる所謂ガラスマスターを作製する方法にも関する。

上の述べた類の最も良く知られた光学記憶媒体の一つはコンパクトディスクであ る。ディスクの主要特性は規格ＩＥＣ９０８および仕様書“Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄ ｉｓｃＤｉｇｉｔａｌ　Ａｕｄｉｏ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ” 　（：ｌンパクトディスク・デジタル・オーディオ・システムの説明）、１９８ ９年６月１編集、ソニー社、およびフィリブス社により規定されている。コンパ クトディスクは特に以下の特徴を有する。つまり、情報は滑らかな基準面上にス パイラルトラックの形にして順次記録され、集束レーサービームを用いて反射モ ードで読み取られる。滑らかな基準面の平面では、焦点の直径が約１ａｍのトラ ック幅に等しい。トラック内には、所謂ビット状に連続し、トラック方向と半径 方向に滑らかな基準面の領域により互いに分離されている溝状の窪みが続いてい る。トラックの方向の隣合ったピットの間にある基準面の領域はランドと称され ている。ピットの幅はトラックの幅の半分より小さい。ピットとランドの長さは 、ピットとランドの間、あるいはランドとピットの間の移行部の各々を論理ｌと して、しかしピットやランドの残りの領域を論理零として検出するようにして、 記録された二進値を表す。移行部を検出するため、ドイツ特許第２２０８３７９ 号明細書により周知の破壊干渉の原理を使用している。板の表面が一様に反射す る場合、一方でピットの深さが読取光束の波長の４分の１に正確に一致し、他方 で入射光の一方の半分か当該ビットを取り囲む滑らが基準面の領域に（ランドを 含めて）、また他方の半分がピットの底で反射する時、この干渉は最適になる。

この時、連続するピットとランドは反射光束の最大の振幅変調を与える。もちろ ん、光学記憶媒体を無接触で読み取るための不可欠な前提条件は読取光束の反射 成分からトラック追従信号を得ることでもある。

しかし、トラック追従信号はピットの深さがλ／４の時＝０となるが、ピットの 深さがλ／８の時に最大になる。

それ故、コンパクトディスクでも、同じ読取原理で動作する他の光学記憶媒体で も、情報信号を回収するためλ／４の最適なピットの深さを使用していない。む しろ、ピットの深さは約０．２２５λである。従って、周知のように透明なポリ カーボネートを通して読み取る屈折率がｎ＝　１．４６の透明ポリカーボネート のコンパクトディスクであり、レーザー光の通常の波長が７８０　ｎｍ。

つまりポリカーボネート中の波長が５３４　ｎｍである場合には、ピットの深さ は＋２０　ｎｍである。

ドイツ特許第４１２１５０５号明細書により、前記類の光学記憶媒体の開発が知 られている。この開発は、ピットの深さのより広い許容公差を許して製造方法を 単純化し、特に記憶媒体の壓を造るために使用する射出成形機のサイクル時間を 短縮することができる目標を有し、これにより、この記憶媒体が冒頭の述へた類 の記憶媒体と両立することを妨げることのない。このため、更に発展させた記憶 媒体では、一連のピットとランドの代わりに、深さを変調しである通しの溝が設 けである。つまり、第一領域には深かさが深く、ピットに相当する。第二領域は 深かさが浅く、ランドに相当し、中間にある階段状の移行部を伴う。この場合、 第一領域の深さは読取光束の波長の４分の１の前記最適値に正確に等しく設定さ れているが、第二領域の深さは前記波長の約１６分のｌである。

この類の記憶媒体のうち、特にコンパクトディクスは非常に広く普及し、それに 応じて高い経済的な意義が得られている。今や、当該分野の製造メーカーは不法 コピーや海賊品の問題に益々直面している。このような光学記憶媒体の製造方法 はその間に一般的な従来の技術となり、良（利用されているので、店頭でも最後 の買い手でも、海賊品をオリジナルな品物と区別することができない。

それ故、この発明の課題は、光学手段で明確に読取できる、非常に模造し難い、 恒久的な識別マーク（基本的に任意の形と大きさのマーク）を備えた冒頭に述べ た類の板状の記憶装置を提供することにある。

上記の課題は、この発明により、ランドの全体のうち選択された数かピッ）２１ の深さに比べて平らな窪み２３として光学基準面に形成されていることによって 解決されている。

驚くへきことに、上記の方法で光学基準面からずらして設置されたランドの数に 無関係に、ピットの深さがドイツ特許第４１２１５０５号明細書の提案に相当す る０、２５λに一致していなく、従来の技術の０．２２５λに一致する時でも、 このような記憶媒体の両立性を損なわないことが分かる。それ故、この発明の提 案により、製造メーカーが製造中に付加的な経費をがけなくても個々の記憶媒体 の一つまたはそれ以上の所定の個所に平坦な窪みとして形成された多数のランド の形にしたマークを設けることができる。このマークは、極端な場合、電子顕微 鏡的な手段でしか見ることができないほど小さく、その程度に小さいランドを有 する。そして、このマークがある場所が分かる場合にのみ支持できる時間コスト を持ってこれを行える。

当然、光学基準面に彫られた、記憶装置のマークとして使用されるランドは、ト ラック方向にも直接並んでいる必要はない。つまり、１つ以上のピットとこれ等 のピットの間にある「正規ｊのランドでも分離できる。更に、彫られたランドは 全て同じ深さである必要はない。所定の深さ範囲内で、このランドの深さがむし ろ無秩序であってもよく、あるいは所定のパターンに従って異なっていてもよい 。

予期せぬ他の効果は、読取光束の波長の数分の１しか侵入していなくても、拡散 白色光（例えば日光）の照明を用いるだけで目視できる、つまりこのように構成 されたランドが十分多い場合、肉眼で検知できる結果となる点にある。それ故、 トラック方向に順次連続するおよび／または半径方向に隣接する窪みとして形成 されたランドが一つの巨視的なパターンを形成する実施形態が有利である。この パターンは、所謂透かし模様に似たずれている階調により、記憶媒体の残りの表 面と区別できる。このように作製された目視可能なパターンは基本的に任意の様 式であって良く、つまり、例えば製造メーカの名称あるいは商標、記憶されたプ ログラム等の名称を再現できることが容易になる。

窪みとして形成されたランドの幾何学形状の構成の有利な可能性は、請求の範囲 第３〜５項に提示されている。

請求の範囲第１項でマークとして使用されるランドがピットの深さに比べて「平 坦」な窪みと見なせ、ピットの深さの最大３０％を有する請求の範囲第５項の深 さである限り、この規定はそのように形成されたマークが記憶媒体を読み取るた めに必要な記憶面の内部にある場合に関連している。前記記憶面は、例えばＣＤ の場合、所謂プログラム領域に加えて、更に一つのリード・イン領域と一つのリ ード・アウト領域を有する。これ等の領域外にある記憶媒体の表面は、読取過程 や再生装置の規則通りの機能に対して重要ではない。それ故、そこでは記憶媒体 を特徴付けるために使用し、光学基準面に彫られた特別なランドの深さに上に述 べた制限を省ける。これは、記憶媒体を読み取るために必要な記憶表面以外にあ るピットとランドでは、光学基準面に彫ったランドの深さが任意であり、それ故 、このようにして付けたマークが残りの記憶表面に比べて特に大きなコントラス トを有し、特に容易に肉眼で検知できるように最適にされていることを意味する 。

この発明の他の課題、つまり、通常の中間段階を介してここに提唱するマークを 付けた光学記憶媒体を作製できるガラスマスターを作製する方法は、光学基準面 に窪みとして形成されるランドの領域のレーザービームの強度が、記憶装置を読 み取るために必要な記憶面内でピットを発生する強度値の最大５０％となり、前 記記憶面外でピットを発生する強度値の技術的に有効な最小値と１００％の間に ある値に低減されることによって解決されている。つまり、換言すれば、レーザ ービームがランドの正規の領域を今までと同じように走査するが、光学基準面内 に窪みとして形成されたランドの領域では、ピットを形成するために使用する強 度値より少ない強度に切り換わる。この場合、光学基準面内に窪みとして形成さ れたランドの深さが変化すると、異なった深さの数に相当する数で異なった強度 値が処理される。

以下、この発明を図面に基づき説明する。ここで、第１図、ここに提唱するマー ク「ＣＤＪを付けたコンパクトディスクの平面図、および 第２図、約６０００倍に拡大した斜視による、例えば第１図の「Ｘ」の個所の表 面形態図、 を示す。

第１図に冒頭の述へた類の光学記憶媒体としてただ代表的に示すコンパクトディ スクの三個所に、透かし模様で、同じようにただ例示的に理解すべきマークｒＣ Ｄｚがある。このマークは全体が鏡面内で変わった（より暗くなった）階調値と して示しである。観察角度に応じて、三つの全マークが同時に、また場合によっ ては、ただ一つのマークまたは二つのマークのみ見ることができる。

第２図には、マスター側から見た斜視図の表面形態図が示しである。再現されて いるトラックは左端で（任意に）番号付けされている。拡大率が大きいため直線 状に見えるが、巨視的にはスパイラル状に続いているトラックｌ〜６の部分は、 図示する部分領域に記憶された二進情報に相当して、長さの異なったピット２１ とランド２２の列を示す。換言すれば、ランド２２は当該トラックに属する光学 基準面の領域である。

トラック７〜ｌＯには、これに反して−ここで示す部分で一ランドは不変にされ ているピット２１の深さに比べて平坦な窪み２３として光学基準面に形成されて いる。このように形成されたランドがＵ字状の断面を有し、ピット２１よりただ 僅かに狭いことが分かる。ピット２１とランド２２あるいは２３は周知のレーザ ー光学的またはフォトグラフィック法でな（、例えば記録針で所謂マザー（ｔｌ 型）に形成される限り、ピット２１もランド２３も断面で記録針の形のネガを形 成する、つまり、それぞれＶ字状の断面輪郭を有する。深さが浅く、特にピット の深さの２０％より浅いため、ランドはピットよりかなり狭い幅を必ず有する（ 図示せず）。

この実施例では、第１図のコンパクトディスクの上でマーク「ＣＤ」が透かし模 様で配設されている表面領域に平坦な窪みとして形成されているランド２３が形 成されているか書き込まれている。他方、残りの全て領域には通常のランド２２ が残っている。ここで選択した巨視的なマークｒＣＤＪの代わりに、板状の光学 記憶装置に肉眼で、場合によって、光学ｗＩ徴鏡でも確認てきない「隠した」マ ークを設けると、この発明の提案に従って形成されたランド２３の数のみがそれ に応じて低減し、記憶媒体の製造メーカーにのみ知られた位置に形成できる。そ の外、通常のランド２２とこの発明により形成されたランド２３とは、同しトラ ック内で連続し繋がり、この繋がりが二進情報を表す。

この種の板状光学記憶装置を製造する出発点は、通常ガラスマスターである。こ のマスターには、フォトラッカ一層が塗布され、レーザービームでトラック毎に 露光される。フォトラッカ一層を露光するところでは、ガラスマスターを現像し た後、ピットと称される窪みが生じる。今度はランド２３た対応する領域で露光 したレーザービームの強度が零でなく、ピットを発生する強度値の数ｌθパーセ ントとなる成る値に低減する。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．互いに無関係な長さのピットとランドが記憶された二進値を表し、トラック を追従する集束されたレーザービームを用いて干渉原理により前記二進値を読み 取り、滑らかな光学基準面のスパイラル伏のトラックに沿ってピットとランドの 順番にして逐次記憶されている二進情報の板状の光学記憶装置において、ランド の全体のうち選択された数がピット（２１）の深さに比べて平らな窪み（２３） として光学基準面に形成されていることを特徴とする記憶装置。
2. ２．窪みとしてトラックの方向に順次および／または半径方向に隣合わせに形成 されたランド（２３）は、巨視的なパターンを形成することを特徴とする請求の 範囲第１項に記載の記憶装置。
3. ３．窪みとして形成されたランド（２３）は、Ｕ字状の断面輪郭とほぼピット（ ２１）の幅に相当する幅を有することを特徴とする請求の範囲第１項または第２ 項に記載の記憶装置。
4. ４．窪みとして形成されたランドは、Ｖ字状の断面輪郭とピットより狭い幅を有 することを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載の記憶装置。
5. ５．窪みとして形成されたランド（２３）の深さはピット（２１）の深さの３０ ％より浅いことを特徴とする請求の範囲第１〜４項の何れか１項に記載の記憶装 置。
6. ６．レーザービームを用いて形成すべきピットのところでガラスマスターのフォ トレジスタ層をトラックに従って露光し、フォトレジスタ層の露光した位置に窪 みができるまで前記ガラスマスターを現像し、請求の範囲第１〜５項の何れか１ 項による板状の光学記憶装置用のガラスマスターを作製する方法において、光学 基準面に窪みとして形成されるランドの領域のレーザービームの強度が、記憶装 置を読み取るために必要な記憶面内でピットを発生する強度値の最大５０％とな り、前記記憶面外でピットを発生する強度値の技術的に有効な最小値と１００％ の間にある値に低減されることを特徴とする方法。