JPS61214150A - 光ディスクの製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野Ｊ 本発明は、光ディスクおよびその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

光ディスク原盤は、光ディスクのもとになるものであっ
て、光ディスクに転写しようとするピットと同一の凹凸
がカッティングされている。

かかる光ディスク原盤のカッティング手段としては、従
来より写真技術を応用したレーザカッティングが知られ
ている。レーザカッティングは、表面に感光面が形成さ
れたガラスあるいはプラスチック製の基板に所要の情報
信号によって変調されたカッティング用レーザ光を照射
し、このレーザ光照射部分を写真的手法によって溶出し
、感光面に情報信号に応じた配列のピットを形成する方
法である。

ところで、かかる光ディスク原盤のレーザカッティング
方法として、基板を定角速度回転し、カッティング用レ
ーザ光を照射するカッティングヘッドを当該基板の半径
方向に移動しながら前記感光面にカッティング用レーザ
光を照射し、前記感光面の周方向に所要の情報信号に応
じた感光パターンを形成する方法が知られている。この
カッティング方法によると、基板をカッティングヘッド
に対して定角速度回転しているため、基板とカッティン
グヘッドから照射されるカッティング用レーザスポット
との相対速度は、基板の回転中心からレーザスポットの
照射中心までの半径に比例して大きくなる。即ち、同じ
リミッタ波形の立上りの位相と立下りの位相に対応する
前縁と後縁を有するピットであっても、記録される領域
によってピット長さが変化するのである。感光面の露光
量は、カッティング用レーザ光強度を一定とした場合、
照射時間に略比例して大きくなるので、一定のカッティ
ング用レーザ光強度で感光面を露光すると、基板の半径
位置によって露光量が比例的に変化してしまう。そのた
め１例えば、記録領域の内周部に適合するように露光量
を設定すると外周部に露光不足を生じ１反対に記録領域
の外周部に適合するように露光量を設定すると内周部に
おいて露光過剰になるといった不具合を生ずる。感光面
に形成されるピットの大きさは露光量に比例するから、
かかる露光方法ではピットの大きさにばらつきを生ずる
。

光ディスクから情報信号を読み出す場合の再生出力信号
レベルは、ピットのサイズに関係し、詳細な計算は省略
するが、ディスクの屈折率をｎｌ、再生用レーザ光の波
長をλとした場合、ピットの深さｄがλ／　４　ｎ　ｘ
　、ピットの幅Ｗが再生用レーザスポットの直径２ｗの
約１７３のときにピットによる反射光量差、即ち再生出
力信号レベルが最大になる。従って、感光面に形成され
るピットの大きさ及び深さにばらつきがあると、この再
生出力信号レベルが変動し、情報の正確な再生が困難に
なってしまう。

従来は、かかる不具合を防止するため、第９図に示めす
ように、基板の回転中心からカッティング用レーザスポ
ットの照射中心までの距離に比例して、ピット部分の露
光強度４０およびグループ部分の露光強度４１を変化す
るといったカッティング方法が採られている。

〔従来技術の問題点〕

従来のカッティング方法は、光ディスク原盤に形成され
る最小ピット長さがカッティング用レーザスポットの直
径よりも大きい領域においては。

特別な問題を有しない。

しかしながら、最小ピット長さがカッティング用レーザ
スポットの直径よりも小さい領域になると、第１０図に
示めすように、感光面の露光量が小さくなって正確な情
報の記録が回置となるという問題がある。

この点に関してより詳細に説明すると、第１Ｏ図は感光
面とカッティング用レーザスポットの相対速度を一定と
した場合のレーザスポットの移動距離と感光面の露光量
の関係を示めすグラフであって、横軸に感光面のレーザ
スポット移動方向の座標、縦軸に感光面の露光量を目盛
り、直径０．６μ論のレーザスポットを０．８μｍ移動
した場合のデータ４２．直径０．６μｍのカッティング
用レーザスポットを０．７μｍ移動した場合のデータ４
３．直径０．６μ躊のカッティング用レーザスポットを
０．６μ躍移動した場合のデータ４４、直径０．６μｍ
のカッティング用レーザスポットを０．５μｍ移動した
場合のデータ４５．直径０．６μｍのカッティング用レ
ーザスポットを０．４μ請移動した場合のデータ４６、
直径０．６μ−のカッティング用レーザスポットを０．
３μ論移動した場合のデータ４７、直径０．６Ｉｔｍの
カッティング用レーザスポットを０．２μｍ移動した場
合のデータ４８．直径０．６μ−のカッティング用レー
ザスポットを０．１μ冒移動した場合のデータ４９、グ
ループの露光量５０を表示しである。

このグラフから明らかなように、カッティング用レーザ
スポットの移動距離がレーザスポット径よりも大きい場
合には、所要の大きさのピットを形成するに足る露光量
Ｚにて露光されるが、カッティング用レーザスポットの
移動距離がレーザスポット径よりも小さくなると、露光
量が比例的に小さくなる。

これをグループ部分の露光量と比較すると、第１１図に
示めすように、カッティング用レーザスポットの移動量
がレーザスポット径（０，６μｍ）よりも短かい領域で
は、露光量の比率が指数関数的に減少することが判る。

上記したように、ピッ１−の大きさは感光剤の露光量に
ほぼ比例するから、露光量の比率が減少するとピットの
大きさが小さくなって正確な情報の記録が困難となり、
ｔた。この光ディスク原盤から複製される光ディスクは
、再生時の出力信号レベルが小さくなって正確な情報信
号の読出しが困難になるのである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、従来正確な情報の記録が困難とされていたデ
ィスクの最内周領域への情報の記録を可能にするため、
最小ピットのピット長がカッティング用レーデスポット
の直径以上の領域においては、光ディスク原盤の回転中
心とカッティング用レーザスポットの中心との距離に比
例する露光強度で前記感光面を露光し、ピット長がカッ
ティング用レーザスポットの直径以下となる領域におい
ては、前記ピット長がカッティング用レーザスポットの
直径以上の領域におけるピットの露光量と等しい露光量
で前記感光面を露光したものである。

〔実施例〕

以下１本発明の実施例を図に基づいて説明する。

第１図は本発明による光ディスク原盤のカッティング方
法の一例を示めすグラフであって、横軸に光ディスクｇ
ａの中心からビームスポットまでの距離を、縦軸に感光
材の露光強度を目盛っである。このグラフにおいて、１
はピット部分の露光強度であり、２はグループ部分の露
光強度を示めす。このグラフから明らかなように、グル
ープの露光強度は、光ディスク原盤の中心から外周縁に
至るまで、光ディスク原盤の中心からの距離に比例して
強くする。一方、ピット部分の露光強度は。

ピット長がレーザスポットの直径以上の領域（第１図の
Ａ領域）においては、光ディスク原盤の中心からの距離
に比例して強くシ、ピット長がレーザスポットの直径以
下となる領域（第１図のＢ領域）においては、第２図に
示めすように、グループとピットの露光量の比率がピッ
ト長に関係なく一定になるように、露光強度を補正する
。

即ち、第３Ｃ！ｌに示めすように、カッティング用レー
ザスポットの移動距離がレーザスポット径（０，６μｍ
）よりも小さくなる領域においては、カッティング用レ
ーザスポットの移動距離が小さくなるほどグループ部分
の露光強度に対するピット部分の露光強度を高め、レー
ザスポットの移動距離に関わりなく、グループ部分の露
光量に対するピット部分の露光量を一定にする。

上記実施例の光ディスク原盤のカッティング方法は、ピ
ット長がレーザスポットの直径以下となる領域において
も、グループとピットの露光量の比率が一定、即ちグル
ープ幅とピット幅の比率が一定のピットを配列すること
ができるので、該領域においても再生出力信号レベルが
低下することがなく、正確な情報の記録が可能になる。

従って。

従来、ピット長が短かくなりすぎて安定した出力信号が
得られないため、非記録領域とされていた領域にも情報
を記録することが可能になり、光ディスクの直径を一定
とした場合には記録量の増大が図れ、また、情報の記録
量を一定とした場合には光ディスクの直径の減少を図る
ことが可能になる。実験によると、本発明の光ディスク
の場合。

再生用レーザスポットの直径が１．６μ田に対してピッ
ト長が０．５５μ■のピットからも充分に安定した出力
信号を得ることができ、１２インチディスクの場合１回
転中心から半径４５ｍｍ以上の領域（従来は半径６８ｍ
ｍ以上の領域）に記録することが可能になる。

尚、ディスク原盤に形成されるピットの長さは。

回転駆動されるディスク原盤の角速度と、ディスク原盤
の回転中心からカッティング用レーザスポットの照射中
心までの半径によって定まる。従って、ディスク原盤を
適宜の定角速度にて回転駆動することによって、ディス
ク原盤の外周領域に最小ピットのピット長がカッティン
グ用レーザスポットの直径よりも長いピット配列を、ま
た、ディスク原盤の内周領域に最小ピットのピット長が
カッティング用レーザスポットの直径よりも短かいピッ
ト配列を形成することができる。

尚、上記実施例は、光ディスク原盤にグループとピット
とを同時にカッティングする場合の実施例について説明
したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく
、ピットのみをカッティングする場合にも全く同様に適
用することができる。

第４図はかかる光ディスク原盤のカッティング方法の一
例を示めすグラフであって、横軸に光ディスク原盤の中
心からビームスポットまでの距離を、縦軸に感光面の露
光強度を目盛っである。このグラフにおいて、３はピッ
ト部分の露光強度を示めす、このグラフから明らかなよ
うに、ピット長がレーザスポットの直径以下となる領域
（第４図のＣ領域）の露光強度を、破線にて表示される
従来の露光強度４よりも順次高くして、第５図に示めす
ように、ピット長に関係なくピット部分の露光量が一定
になるように補正する。

尚、ピット長がレーザスポットの直径以上の領域（第４
図のＤ領域）の露光強度は、従来のカッティング方法と
同様、光ディスク原盤の中心からの距離に比例して強く
する。

上記第２実施例の場合にも、上記第１実施例の場合と同
様の効果を得ることができる。

以下、感光面の露光強度を調整する具体的手段の一例を
説明する。

第６図は、光ディスク原盤カッティング装置の全体の構
成を示めす斜視図であって、１１は光ディスク原盤、１
２はターンテーブル、１３はＡｒ←レーザ、１４はＡ−
０光変調器、１５は反射鏡、１６はＥ−０変調器、１７
はＥ−０変調器１６に加えられる情報信号源、１８は情
報信号源の処理回路、１９は反射鏡、２０はビームエキ
スパンダ、２１はＨｅ−Ｎｅレーザ、２２は半透鏡、２
３はビーム混合プリズム、２４は反射鏡、２５はカッテ
ィングヘッド、２６はカッティングヘッド２５に備えら
れたフォーカスアクチュエータ、２７はカッティングヘ
ッド２５に備えられた最終の絞り込みレンズ、２８はフ
ォーカスアクチュエータ２６を制御するフォーカス制御
回路である。

光ディスク原盤１１は、研摩加工されたガラス基板ある
いはプラスチック基板の表面に、感光剤が均一に塗布さ
れている。

Ａｒ’レーザ１３は光ディスク原盤１１に形成された感
光面の露光用として用いられ、この感光面の感光域外の
波長を有するＨ　ｅ　−Ｎ　ｅレーザ２１はカッティン
グヘッド２５に備えられたフォーカスアクチュエータ２
６の自動焦点調整のために用いられる。

Ａ−０光変調器１４は、第７図に示めすように。

例えばＬｉＮｂ０ｚなどの圧電体２９に周波数ｆの電圧
を加えて、Ｔｅｎｔ、ＰｂＭｏ０ａなどの媒質３０中に
波長λの疎密波３１を発生させ、これを回折格子として
信号波を回折させるものであって、超音波駆動電圧を振
幅変調することによって、変調光３２を得るようになっ
ている。

Ｅ−０変調＠１６は、第８図に示めすように。

ポッケルスセル３３に電圧を加えて、結晶の屈折率楕円
体の主軸との間に異方性を生じ、結晶内を進む２つの直
線偏波間に電界の強さに比例した位相速度の！！を生ず
る現象を利用するものであって、ポッケルスセル３３か
ら出る楕円偏光３４をアナライザ３５を介して取り出し
、振幅変調された光３６を得るようになっている。

ビームエキスパンダ２０は一種のコリメータであって、
カッティングヘッド２５に備えられた最終の絞り込みレ
ンズ２７の開ロ一杯にビームを入射させるために、ビー
ム径を広げるようになっている。

かかるカッティング装置によって光ディスク原盤をカッ
ティングする場合、Ａ−０光変調器１４の超音波駆動電
圧を振幅変調するか、あるいは。

Ａｒトレーザ１３に流す電流の値を調整することによっ
て露光量の補正を行なうことができる。

上記のようにして作製された光ディスク原盤から光ディ
スクを複製する場合は、まず、光ディスク原盤を原型と
して、例えばこれにニッケル電鋳を施こすことによって
スタンパを作製し、続いて、このスタンパを原型として
５例えば光硬化性の樹脂をスタンパと基板との間で展伸
することによって、光ディスクを複製する。

〔発明の効果〕

以上説明したように１本発明によれば、ピット長がレー
ザスポットの直径以下となる領域に面積および深さの大
きいピットを形成することができるので、従来正確な情
報の記録が困難であるどされていたピッ１−長がレーザ
スポットの直径以下となる領域にも情報を記録すること
が可能になる。

従って、正確な情報を記録することが可能な領域が拡大
され、記録容量が大きく、かつ、コンパクトな光ディス
クの提供が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光ディスク原盤のカッティング方
法の一例を示めすグラフ、第２図は第１図のカッティン
グ方法におけるピット用レーザスポットの移動距離（ピ
ット長）とグループおよびピットの露光量比の関係を示
めすグラフ、第３図は第１図のカッティング方法におけ
るピット部分とグループ部分の露光強度比の補正値を示
めすグラフ、第４図は本発明に係る光ディスク原盤のカ
ッティング方法の他の例を示めすグラフ、゛第５図は第
４図のカッティング方法におけるピット用レーザスポッ
トの移動距離（ピット長）とピット露光量の関係紛示め
すグラフ、第６図は本発明の光ディスクのカッティング
方法に適用されるカッティングマシンの一例を示めす斜
視図、第７図はＡ−〇光変調器の原理を示めす斜視図、
第８図はＥ−０変調器の原理を示めす斜視図、第９図は
従来の光ディスク原盤のカッティング方法を示めすグラ
フ、第１０図はレーザスポットの移動距離（ピット長）
と露光量の関係を示めすグラフ、第１１図は従来のカッ
ティング方法におけるピット用レーザスポットの移動圧
ＨＣピット長）とグループおよびピットの露光量比の関
係を示めすグラフである。 １１：光ディスク原盤、１３：Ａｒ’レーザ、１４　：
　Ａ−０光変調器、１６：Ｅ−０変調器。 １７：映像信号源、１８：処理回路、２ｏ：ビームエキ
スパンダ、２１　：　Ｈｅ　−Ｎｅ　レーザ、２５：カ
ッティングヘッド、２６：フォーカスアクチュエータ、
２７　：ｊｌ終の絞り込みレンズ＊１　　図 楢スクで刹ヒ 第２図 第３ｖ！Ｊ α２　　　　０．４　　　　０．６　　　　０．８ビー
トヒーム鵠ト１う鳩力＄−凋能Ｃμｍ）第４図 后スクｆ哨り 第５図 び・トーｅ−ムス＆＝）＠ｆｏｖ−＃　　　ｔｐｍ）第
６図 第７図 各む散 Ｎ 影尤剰１μＪ／ｓｅａ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、円周方向に情報信号に対応した配列で予じめピット
   を形成しておき、このピットに再生用レーザスポットを
   照射することによつて情報信号を読み出す光ディスクに
   おいて、前記情報信号に対応したピットとして、再生用
   レーザスポットの直径よりも短かいピット長のピットを
   形成したことを特徴とする光ディスク。 ２、最小ピットのピット長が再生用レーザスポットの直
   径よりも短かくなるピットの配列領域をディスクの内周
   側に形成したことを特徴とする、特許請求の範囲第１項
   記載の光ディスク。 ３、基板の表面に形成された感光面に情報信号によつて
   変調されたレーザ光を照射して情報信号に対応した配列
   の凹凸がカッティングされた光ディスク原盤を作製し、
   この光ディスク原盤を原型としてスタンパを作製し、さ
   らに、このスタンパを原型として光ディスクを複製する
   光ディスクの製造方法において、前記光ディスク原盤の
   カッティング時、前記基板を定角速度回転し、最小ピッ
   トのピット長がレーザスポットの直径以上の領域におい
   ては、光ディスク原盤の回転中心とレーザスポットの中
   心との距離に比例する露光強度で前記感光面を露光し、
   ピット長がレーザスポットの直径以下となる領域におい
   ては、前記ピット長がレーザスポットの直径以上の領域
   におけるピットの露光量と等しい露光量で前記感光面を
   露光することを特徴とする、光ディスクの製造方法。