JPS5811694B2 - 光学的記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 円盤状の情報記録媒体（情報記録媒体円盤・・・以下、
単にディスクと記載されることがある）を用いて各種の
情報信号を高密度記録し、それを再生する技術に関して
の研究開発が盛んに行なわれていることは周知のとおり
であり、本出願人会社においても従来から各種方式によ
るディスクを用いた高密度記録再生方式についての開発
研究ならびに実用化研究を行なって来ており、これまで
にもその研究成果を多くの特許出願によって明らかにし
ている。

さて、ディスクの原盤に対して、情報信号を高い記録密
度で記録しようとする場合に従来から行なわれている記
録手段の代表的なものは、情報信号によって変調された
レーザ光ビームの微小なスポットあるいは情報信号によ
って変調された電子ビームの微小なスポットをディスク
の原盤のビーム感材層（例えばフォトレジスト層）上に
投射する、というものであったが、前記の記録手段の内
で、電子ビームを用いる記録手段は高価な装置の使用が
必要とされるために、ディスクの回転数が低く設定され
た場合の他は、安価なレーザ光ビームを用いる記録手段
が採用されることが多し）。

ところで、ディスクに記録形成されるべき情報信号によ
る記録跡は、記録跡中から情報信号を読取るために用い
られる再生素子の情報読取り能力、その他多くの要因の
存在によって、ある定められた記録跡中を有するものと
なされていることが必要とされ、そのために、ディスク
の原盤に対する情報信号の記録に当って投射されるビー
ムスポットが、その断面形状寸法として記録跡の延長方
向の寸法よりも記録跡の巾方向の寸法の方が太きいとい
うような略々長方形のものとなされることがあった。

第１図は、ディスクの原盤に対する情報信号の記録が、
情報信号によって変調され、かつ、その断面形状寸法と
して記録跡の巾方向の寸法が記録跡の延長方向の寸法よ
りも大きな略々長方形のレーザ光ビームスポットの投射
によって光学的に行なわれるようになされた光学的記録
装置の概略構成を示すブロック図であって、この第１図
において１はターンテーブルであり、このターンテーブ
ル１はモータＭによって所定の回転数で回転されると共
に、図示していない移送機構によって横方向に移送され
る。

ターンテーブル１上には平担な表面を備えた基板（例え
ばガラス板）上にフォトレジスト層を付着形成させてな
るディスクの原盤りが固定されており、前記の原盤りに
形成されたフォトレジスト層に、情報信号によって変調
され、かつ、所定の断面形状を有するレーザ光ビームス
ポットが投射されて記録が行なわれる。

すなわち、第１図において２はレーザ光源であり、この
レーザ光源２から放射されたレーザ光ビームは、反射鏡
３を介して光量調整用変調器４に供給され、この光量調
整用光変調器４においてレーザ光のドリフトの除去やレ
ーザノイズの除去ならびにディスクの原盤の径方向での
光量制御などが行なわれ（この光量調整用光変調器４に
ついては特開昭５２−７６００３号公報を参照されると
よい）た後に、情報信号による光変調器５に与えられて
、端子６に供給されている情報信号によって変調される
。

前記した光変調器５において情報信号によって変調され
たレーザ光ビームは反射鏡７を介して光学系８に与えら
れ、この光学系８においてビームの断面形状が所要のよ
うに変形された後に、反射鏡９を介して結像レンズ１０
に与えられ、前記した結像レンズ１０によってディスク
Ｄのフォトレジスト層に、情報信号によって変調され、
かつ、所定の断面形状を有するレーザ゛光ビームスポッ
トが投射される。

前記した第１図中において、レーザ光ビームの断面形状
を所要のように変形させる光学系８は、レンズ８ａと、
円筒状レンズ８ｂ、８ｃ、８ｅと、スリットＳを有する
遮光部材８ｄなどで構成されており、その動作は第２図
ａ図に示されている平面図と、第２図す図に示されてい
る側面図（スリットＳの部分は断面が示されている）と
によって図示説明されているとおりであって、反射鏡７
から光学系８に入射した円形の断面形状を有するレーザ
光ビームは、レンズ９ａ、円筒状レンズ８ｂ。

８０などにより、断面の長手方向がスリットＳの長手方
向と一致するような偏平な断面形状を有するレーザ光ビ
ームとなされて遮光部材８ｄにおけるスリットＳの部分
に投射される。

前記の遮光部材８ｄはスリットＳの２辺Ｓｕ、Ｓｄの部
分によってレーザ光ビームを遮断し、それに投射された
レーザ光ビームの内でスリットＳを通過したものだけを
円筒状レンズ８ｅ及び反射鏡９を介して結像レンズ１０
に与える。

そして結像レンズ１０はそれに与えられた断面形状が扁
平なレーザ光ビームを集束してディスクの原盤りに断面
形状が略々直方形なスポットを投射するが、ディスクの
原盤りに投射された断面形状が略々直方形なスポットは
、前記した結像レンズ１０に与えられた入射光の扁平な
断面における長辺側α、αが略々直方形なスポットの短
辺側α′、α′となり、また、結像レンズ１０に与えら
れた入射光の偏平な断面における短辺側β、βが略々直
方形なスポットの長辺側β、βとなるように結像された
ものである。

第３図は、光学系８におけるスリットＳに入射する扁平
な断面形状を有するレーザ光ビームの短径方向（第１図
中のＺ−Ｚ方向）の光強度の変化を示す図であって、前
記の光強度の変化はいわゆるガウス分布に従ったものと
なっている。

短径方向において第３図示のような光強度の変化を示す
レーザ光ビームがスリットＳを有する遮光部材８ｄに投
射されると、前記したレーザ光ビームは遮光部材８ｄに
設けられているスリットＳと対応する部分だけがスリッ
トＳを通して円筒状レンズ８ｅに与えられることになる
から、前記した円筒状レンズ８ｅに与えられるレーザ光
ビームの断面における長辺は、前記したスリットＳの２
辺Ｓ ｕ ｔＳｄによりカットされることによって生じ
たものである。

図示の例においては、遮光部材８ｄによって形成された
スリットＳは、それの長手方向に延在する２辺Ｓｕ、Ｓ
ｄだけでスリットＳに投射されたレーザ光ビームの断面
形状の規制を行なうようにしているが、実施に当っては
スリットＳとして、それに投射されるレーザ光ビームの
扁平断面よりも小さな矩形状の透孔を用いてレーザ光ビ
ームの断面形状の規制が行なわれるようになされてもよ
いのである。

上記のようにして、遮光部材８ｄのスリットＳに投射さ
れることによりスリットＳの２辺Ｓｕ。

Ｓｄによってその断面形状が略々長方形状に規制された
レーザ光ビームにおける短辺方向の光強度の変化の状態
は、スリットＳに投射されるレーザ光ビームの短辺方向
のどの部分がスリットＳの２辺Ｓｕ 、Ｓｄによってカ
ットされるのかに応じて異なったものとなる。

第４図は、スリットＳに投射されたレーザ光ビームにお
ける短辺方向が、それの最も光強度の大きな部分を中心
として、スリットＳの２辺Ｓｕ。

Ｓｄによって対称的にカットされた場合を図示説明した
曲線図であって、この第４図示の状態は、スリットＳに
投射されるレーザ光ビームの中心とスリットＳの中心と
が一致した場合に限られるのであるが、スリットＳに投
射されるレーザ光ビームの中心がスリットＳの短辺方向
の中心からずれた場合には、スリンｔ−Ｓから出射され
るレーザ光ビームの断面における短辺方向の光強度の変
化態様は、例えば第５図示の曲線のように中心に対しし
て短辺方向で非対称なものとなる。

上記した遮光部材８ｄのスリットＳに対するレーザ光ビ
ームの投射位置の変化によって生じるレーザ光ビームの
断面における短辺方向での光強度の変化態様は、結像レ
ンズ１０によってディスクの原盤りに結像したレーザ光
ビームスポットにおける長手方向（記録跡の巾方向）に
おける光強度の変化として現われるから、感光工程後に
行なわれる現像処理によってディスクの原盤り上に形成
されるピットの断面形状は、結像レンズ１０に与えられ
るレーザ光ビームの断面における短辺方向での光強度の
変化態様が第４図示のようなものであった場合には第６
図示のようなものとなり、また、結像レンズ１０に与え
られるレーザ光ビームの断面における短辺方向での光強
度の変化態様が第５図示のようなものであった場合には
第７図示のようなものとなる。

第６図及び第７図において、その横方向は記録跡の巾方
向を示し、また、図における上下方向はピットの深さ方
向を示す。

このように、スリットＳから出射するレーザ光ビームの
光強度が、レーザ光ビームの断面における短辺方向の中
心に対して非対称なものであった場合には、ディスクの
原盤りに形成されるピットの深さが、記録跡の巾方向で
例えば第７図示の状態のように変化したものとなるが、
これではディスクから良好な鏑を以って情報信号を再生
することができないことは勿論のこと、ディスクからの
情報信号の再生に当って接触型の再生素子を用いた場合
には、再生素子におけるディスクとの接触子（例えば再
生針）が、いわゆる片べり現象を起こしてその寿命を短
かいものとしたり、ディスク自体の損傷が大きくなった
りするということが問題となる。

そして、上記のような問題点が生じないようにするため
には、遮光部材８ｄにおけるスリットＳの２辺Ｓｕ 、
Ｓｄによってカットされる部分のレーザ光ビームの光量
が互いに等しいように、すなわち、レーザ光ビームにお
けるガウス分布の中心がスリットＳの中心となるように
すればよいのであり、事実、光学的記録装置においては
、スリットＳに対して投射されるレーザ光ビームが、ス
リットＳの、２辺Ｓｕ、Ｓｄによって等しい光量の所で
カットされるように、レーザ光ビームの光路中にスリッ
トＳを配設するようにしているのである。

ところが、遮光部材８ｄによって形成されたスリットＳ
に投射されるレーザ光ビームは、例えば、レーザ光源２
におけるレーザ発振器から出射されるレーザ光の出射方
向が温度変化によって変化するのにつれてスリットＳに
対する投射位置が変化したものとなったり、光変調器と
して電気光学的光変調器が用いられていた場合にはスリ
ットＳに投射されるレーザ光ビームがその断面内の各部
分においてそれぞれ異なった量の減衰を受けたものとな
っていたり、スリットＳに投射されるべきレーザ光ビー
ムの進行方向が、光学系の変動によって変化したり、と
いうような各種の原因によって、スリットＳの２辺Ｓｕ
、Ｓｄによってカットされる部分の光量が常に等しい状
態のままになされ続けてはいないから前記のように、ス
リットＳの２辺Ｓｕ、Ｓｄによってレーザ光ビームが等
しい光量の所でカットされるように予め光路中にスリッ
トＳを配設しておいたところで既述した問題点が生じな
い訳ではない。

本発明は、ディスクの原盤に対する情報信号の記録が、
情報信号によって変調され、かつ、その断面形状寸法と
して、記録跡の巾方向の寸法が記録跡の延長方向の寸法
よりも大きな略々長方形であるようなレーザ光ビームス
ポットの投射によって光学的に行なわれるように、情報
信号によって変調されたレーザ光ビームの光路中に設け
られた光学系中に、ディスクの原盤に投射されるレーザ
光ビームスポットにおける記録跡の巾方向の寸法を決定
するためのスリットが設けられている光学的記録装置に
おいて、前記したスリットを通過したレーザ光ビームに
おけるスリットの２辺に近い部分を通った光の光強度を
個別に検出する手段を設け、また、前記した個別に設け
た光強度の検出手段からの検出結果の比が予め定められ
た所定の値に保たれるように、前記したスリットに入射
するレーザ光ビームの入射位置を変更する手段を設けた
光学的記録装置を提供して、既述した問題点を解消した
ものであって、以下、添付図面を参照しながらその具体
的内容を詳細に説明する。

第８図及び第１０図は本発明の光学的記録装置の各異な
る実施態様のものの要部のブロック図であって、これら
の各図において第１図に示されている構成部分と対応す
る構成部分には第１図中で使用されている図面符号と同
一の図面符号が付されている。

第８図及び第１０図において、ＨＭは半透明鏡ＰＤは光
強度の検出手段であって、この光強度の検出手段ＰＤは
、例えば並置された２個の光検出器Ｐｄｌ、Ｐｄ２で構
成されており、また、ＤＡは差動増幅器、ＤＭは駆動機
構である。

また、第８図においてＬは光強度の検出系の結像レンズ
である。

第８図及び第１０図示の装置において、光学系８中に設
置されたスリットＳの２辺Ｓｕ 、Ｓｄにによって、ス
リットＳに投射されたレーザ光ビームの扁平断面形状に
おける長辺がカットされることにより略々長方形の断面
形状となされたレーザ光ビームは、円筒状レンズ８ｅを
介して半透明鏡ＨＭに与えられるが、前記の半透明鏡Ｈ
Ｍを透過したレーザ光は、第１図示の装置の場合と同様
に反射鏡９によって反射された後に結像レンズ１０によ
って集束されて、ディスクの原盤りに断面形状が直方形
のレーザ光ビームスポットを結像すると共に、前記した
半透明鏡ＨＭによって反射されたレーザ光は、第８図示
のような構成態様の装置においては結像レンズＬによっ
て集束された後に光強度の検出手段ＰＤに与えられ、ま
た、第１０図示のような構成態様の装置においては直接
に光強度の検出手段ＰＤに与えられる。

第９図は、上記した第８図示のような構成態様の装置に
おける結像レンズＬによって結像されたレーザ光ビーム
スポットＰＳと、光強度の検出手段ＰＤにおける２個の
光強度の検出器Ｐｄｌ ） Ｐｄ２の設置位置との相対
的な位置関係の一例を図示説明したものであって、第８
図示の装置において光強度の検出手段ＰＤにおける２個
の光強度の検出器Ｐｄｘ 、 Ｐｄ２は、第９図示のよ
うに結像レンズＬによって結像されたレーザ光ビームス
ボッ１−ＢＳにおいて、スリットＳを通過したレーザ光
ビームにおけるスリットの２辺Ｓｕ 、Ｓｄに近い部分
の光が結像した位置付近ＢＳｕ 、ＢＳｄに設置される
のである。

また、第１１図は、上記した第１０図示のような構成態
様の装置における半透明鏡ＨＭからの反射光と、光強度
の検出手段ＰＤにおける２個の光強度の検出器Ｐｃｌ・
Ｐｄ２の設置位置との相対的な位置関係の一例を図示説
明したものであって、第１０図示の装置において光強度
の検出手段ＰＤにおける２個の光強度の検出器Ｐｄｌ・
ｐｄ２は、第１１図示のように、光学系８中に設けられ
たスリットＳを通過したレーザ光ビームがスリットＳに
よって回折されて生じた回折パターン中に設置されるの
である。

そして、前記した第８図及び第１０図示の装置において
、光強度の検出手段ＰＤにおける２個の光強度の検出器
Ｐｄｌ、Ｐｄ２は、光学系８中のスリットＳの２辺Ｓｕ
、Ｓｄによってカットされる部分のレーザ光ビームの光
の量が互いに等しい場合に等しい検出々力が得られるよ
うに、それらの設置位置が定められることにより、スリ
ットＳの２辺Ｓｕ、Ｓｄによってカットされるレーザ光
ビームの光の量が互に異なった場合には、前記の光強度
の検出手段ＰＤにおける２個の光強度の検出器Ｐｄｌ、
Ｐｄ２からは互いに異なる検出々力が得られるのである
。

前記した光強度の検出手段ＰＤにおける２個の光強度の
検出器Ｐｃ１１、 Ｐｄ２からの検出々力は差動増幅器
ＤＡを介して駆動装置ＤＭに与えられ、図示の例におい
ては前記の駆動装置ＤＭによって反射鏡７の回動角度を
駆動制御して、光強度の検出手段ＰＤにおける２個の光
強度検出器Ｐ ｄ ｌｓ Ｐ ｄ２からの検出々力が常
に等しくなるような動作を行なう。

第８図及び第１０図示の装置においては、駆動装置ＤＭ
によって駆動制御されるものが反射鏡７であるとされて
いるが、駆動装置ＤＭによって駆動制御されるものが、
レンズ８ａ１円筒レンズ８ｂ、遮光部材８ｄなどであっ
てもよい。

また、図示の各実施態様の場合には、スリットＳを通過
したレーザ光ビームの一部を光強度の検吊手段ＰＤに与
えるようにしているが、光強度の検出手段ＰＤに対して
ディスクの原盤りからの反射光が与えられるようになさ
れてもよいことは勿論である。

以上の説明から明らかなように、本発明の光学的記録装
置においては、情報信号によって変調されたレーザ光ビ
ームの光路中に、ディスクの原盤りに投射されるレーザ
光ビームスポットにおける記録跡の巾方向の寸法を決定
するための２辺５ｕＳｄを備えたスリットＳが設けられ
ている光学的記録装置において、スリットＳを通過した
レーザ光ビームにおけるスリットＳの２辺Ｓｕ 、Ｓｄ
に近い部分を通った光の光強度を個別に検出する２個の
光強度の検出器Ｐｄ１．Ｐｄ２を有する光強度の検出手
段ＰＤを設け、前記した２個の光強度の検出器Ｐｄ１．
Ｐｄ２からの検出々力の比が予め定められた所定の値に
保たれるように、前記したスリットＳに入射するレーザ
光ビームの入射位置を自動的に変更させるようにしたか
ら、本発明の光学的記録装置においては、スリンｌ−８
の２辺Ｓｕ。

Ｓｄによってカットされる部分のレーザ光ビームの光量
が常に等しくなされ、したがって、結像レンズ１０によ
ってディスクの原盤りに結像したレーザ光ビームスポッ
トにおける長手方向（記録跡の巾方向）における光強度
の変化状態は、常に第４図示のようなものとなって、現
像処理後にディスクの原盤に形成されるピットにおける
記録跡の巾方向における深さの変化状態は常に第６図の
ようなものとなり、本発明によれば既述した従来の問題
点はすべて良好に解決されるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、光学的記録装置の概略構成を示すブロック図
、第２図ａ図は第１図中の光学系８以降の部分の平面図
、第２図す図は同上側面図、第６図乃至第５図はレーザ
光ビームの径方向の光強度の変化状態を示す曲線図、第
６図及び第７図はディスクの原盤に形成されたピットに
おける記録跡の巾方向の断面図、第８図及び第１０図は
本発明の光学的記録装置の要部のブロック図、第９図及
び第１１図は光強度検出手段付近の平面図である。 １・・・ターンテーブル、２・・・レーザ光源、３，７
゜９・・・反射鏡、４．５・・・光変調器、８・・・光
学系、８ａ・・・レンズ、８ｂ、８ｃ、ｇｅ・・・円筒
状レンズ、８ｄ・・・遮光部材、１０．Ｌ・・・結像レ
ンズ、Ｄ・・・ディスク、ＨＭ・・・半透明鏡、Ｓ・・
・スリット、ＰＤ・・・光強度の検出手段、Ｐｄｌ、Ｐ
ｄ２・・・光強度の検出器、ＤＡ・・・差動増幅器、Ｄ
Ｍ・・・駆動装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 情報記録媒体円盤の原盤に対する情報信号の記録が
   、情報信号によって変調され、かつ、その断面形状寸法
   として記録跡の巾方向の寸法が記録跡の延長方向の寸法
   よりも大きな略々長方形のレーザ光ビームスポットの投
   射によって光学的に行なわれるように、情報信号によっ
   て変調されたレーザ光ビームの光路中に設けられた光学
   系中に、原盤に投射されるレーザ光ビームスポットにお
   ける記録跡の巾方向の寸法を決定するためのスリットが
   設けられている光学的記録装置において、前記したスリ
   ットを通過したレーザ光ビームにおけるスリットの２辺
   に近い部分を通った光の光強度を個別に検出する手段を
   設け、また、前記した個別に設けた光強度の検出手段か
   らの検出結果の比が予め定められた所定の値に保たれる
   ように、前記したスリットに入射するレーザ光ビームの
   入射位置を変更する手段を設けた光学的記録装置。