JPS6252369B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光学再生されるビデオデイスク等の光
学式情報記録担体とその製造方法に関する。

従来、光学式情報記録担体の保護層としてアク
リル材が使用されている。その理由はキヤステイ
ングにより製造するために旋光性を有しないこと
にある。しかしアクリル材の原料コストは、例え
ばポリ塩化ビニール系材料と比べると３倍も高価
である。更にアクリル材は材料固有の重大な欠点
として、もろいと云う欠点がある。光学再生の場
合、デイスクの回転数は1800r.p.mという高速回
転で再生しなければならず、アクリル材固有の欠
点であるもろさのためにデイスクが何らかの原因
により破壊した場合、再生機本体の破壊のみなら
ず、ユーザーにも危険を及ぼす可能性がある。こ
のような重大欠陥は、安全性という観点により、
光学再生機が各家庭に普及する前に至急に改善し
なければならない。

そこで本発明は上記問題点を回避すべく成され
たものであつて、材料固有の性質として割れにく
く、かつ安価に供給可能な材料を用いて光学的性
能を満足することができる光学式情報記録担体と
その簡単な製造方法を提供するものである。

本発明の説明に先立ち、保護層の必要性と反射
光学式再生装置の原理を第１図〜第７図に基づい
て説明する。

レーザ〔He―Ne〕１よりの光２は、ビーム径
をレンズの開口と同程度に拡大するための中間レ
ンズ３偏光ビームスプリツタ４、λ／４板５を通
過した後、トラツキングミラー６によりボイスコ
イル上にマウントされた対物レンズ７に導びか
れ、ターンテーブル９上のデイスク８に焦点を結
ぶ。１０はターンテーブル９を駆動するためのモ
ータである。レーザ１の偏波面と前記偏光ビーム
スプリツタ４の関係は、レーザ１からの光が全透
過し、λ／４板５の作用によりデイスク８からの
反射光が全反射するように決めて、レーザ１への
帰還効果が押えられる。デイスク８からの反射光
は偏光ビームスプリツタ４によつて全反射された
後、光電変換素子１１に導かれ、デイスク８上の
λ／４の深さに相当する凹凸と中間部の平面部と
の変化に応じて情報を光電変換した後、復調回路
１２で復調される。

第２図はデイスク８の構成を示し、２０，２３
は本発明で云う保護層としての基板で、従来キヤ
ステイングにより製造されたアクリル材をスタン
パーを用いてプレスすることにより形成され、そ
の後、蒸着により反射層２１，２４が付けられて
いる。２２，２５はトツプコート層で、反射層２
１，２４の蒸着面を保護する薄い〔100μ程度〕
層である。張り合せはトツプコート層２２，２５
間を接着剤２６で接着することにより行う。２７
は再生時の読み取りビームを示しており、角度θ
は開口数NA＝sinθの関係で得られる。読み取り
ビーム２７が反射層２１上に焦点を結び、アクリ
ル材から成る基板２０の厚みを1.2mm程度に選ん
だ場合、デイスク表面でのスポツト径は、NA＝
0.4の対物レンズ７を使用した場合、 ２×1.2×tan30゜＝1.38mm となり、デイスク８表面上にキズがある場合でも
光学再生上問題がなくなる。

本発明の一実施例として用いるポリ塩化ビニー
ル系高分子材料の光学特性は、ポリ塩化ビニール
系高分子材料をカレンダー成型して製造した場
合、高分子の配列は次のようになる。

またカレンダー成型された塩化ビニール系高分
子材料を模式図的に示したものが第３図である。
第３図において矢印Ｉ方向はカレンダー成型時の
引き出し方向を示し、Ｘは分子鎖を示す。このよ
うなカレンダー成型されたポリ塩化ビニール系高
分子材料シート一枚でもつて、従来のアクリル材
の代りに光学式情報記録担体を製造した場合には
光学的活性のため正常な光学再生が不可能とな
る。すなわち、カレンダー成型されたポリ塩化ビ
ニール材の光学特性は、カレンダー成型時の引き
出し方向Ｉをθ＝０とすると、θ＝０〜２πの間
で種々の位相差δをもつ楕円偏光板となるためで
ある。位相差δの変化は材料自身の光学活性定
数、厚み、カレンダー成型の方法および製造条件
により異なるが、ここでは位相差δの変化がλ／
４板と等価として説明する。カレンダー成型され
た高分子材料シートに入射する直線偏光の光ベク
トルをＥとし、Ｅとｙ軸との成す角度をφとす
る。そこで入射単色光をｙ軸およびｚ軸に平行な
振動面をもつ二つの波に分解すると、入射時には
入射光およびその二つのベクトルは共に同相であ
り、これに対応する光ベクトルは次のようにな
る。

Ｅ＝Acos2πｔ／Ｔ Ｅ_y＝Ａ_ycos2πｔ／Ｔ Ｅ_z＝Ａ_zcos2πｔ／Ｔ 但し、Ａ_y＝Acosφ，Ａ_z＝Asinφ 高分子材料シート内で二つの成分は異つた速度
Ｃ／ｎ_yおよびＣ／ｎ_zで伝幡する。高分子材料シ
ートの厚みをｄとすると、各々の成分が高分子材
料シートを通過するに要する時間はそれぞれｎ
_y・ｄ／Ｃ，およびｎ_z・ｄ／Ｃとなる。従つて二
つの波が高分子材料シートより出る時の光ベクト
ルは次のようになる。

Ｅ_y＝Ａ_ycos2π（ｔ／Ｔ−ｎ_ｙ・ｄ／λ_０） Ｅ_z＝Ａ_zcos2π（ｔ／Ｔ−ｎ_ｚ・ｄ／λ_０） 但し、λ_０は真空中の波長である。

ｚ方向に平行な振動の位相はｙ方向に平行なも
のに比べて、角度にして、 φ＝２πｄ／λ_０（ｎ_z−ｎ_y） だけ遅れる。今、高分子材料シートのふるまいと
λ／４板と等価であると仮定しているので、 ｄ（ｎ_z−ｎ_y）＝λ_０／４ となる。この場合、φ＝π／２となり、楕円の軸はｙ ―ｚ方向で一致する。また楕円は反時計まわりと
なる。そしてφ＝45゜でＡ_y＝Ａ_zの時に楕円は円
となる。第４図にλ／４板５′による楕円偏光
、第５図にθと偏向の形との関係を示す。第１
図の再生の光学系においては、偏向ビームスプリ
ツタ４を用いて光電変換素子１１へデイスク８か
らの反射光を導いているので、本来のλ／４板５
を抜いた光学系で考えると、デイスク８の光学特
性をλ／４板と仮定した場合、レーザ１よりの光
を偏光子を通してデイスク８に照射し、反射光を
偏光子と90゜回転角が異なる検光子を通して光電
変換素子１１へ導くことになる。第６図にλ／４
板の透過光強度の測定装置の配置図を示す。He
―Neレーザ３０よりの光は偏光子３１へ導かれ
た後、λ／４板３２を通過し、検光子３３、光電
変換素子３４へ導かれる。偏光子３１と検光子３
３が互いに直交する様にセツトされた場合、λ／
４板３２の回転角と透過光強度は第７図のように
なる。これはλ／４板相当の旋光性を有するデイ
スクを一回転させた時の光電変換素子へ導かれる
光量の変化と等しい。従つて再生時のRF信号が
デイスクの回転角により100％AM変調され再生
不能となる。実際のデイスクの光学特性は一般的
に楕円偏光となり、長軸と短軸がカレンダー成型
時の引き出し方向に対する角度に依存して変化す
る。この時の透過光量の変化を第７図に点線で示
す。

そこで本発明ではデイスクの構造を次のように
することによつて、この問題点を回避している。
すなわち本発明のデイスクでは保護層を、カレン
ダー成型された少なくとも２枚以上の高分子材料
シートを各々成型時の引き出し方向が異つた方向
を持つように重ね合せた構造としている。透過光
量変動を実際に５％以下におさえれば再生上問題
はなく、この場合の透過光量変化を第７図に一点
鎖線で示す。は最大透過光量を示す。なお高
分子材料シートとしては屈折率が1.4〜1.6程度の
ものである。

次にこのように２枚以上の高分子シートが重ね
合せられた保護層を有するデイスクの製造方法を
説明する。

第８図ａに示すように複数枚の高分子材料シー
トＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを総合的な旋光性が最小となる
ように各々の分子鎖が異なる角度にして重ね合
せ、これを加熱プレスして一枚の保護層４０を作
る。なお第９図の矢印４１，４２，４３，４４方
向は第８図重ね合せ状態の各高分子材料Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄのカレンダー成型時の引出し方向を表わ
す。このように作られた保護層４０を、第８図ｂ
のように予じめスタンパーでプレスし蒸着された
デイスク本体４５に張り合わせて第８図ｃの保護
層付光学デイスクとする。両面デイスクを製造す
る場合も同様である。

また第１０図は他の製造方法を示し、第９図の
状態で重ね合わせられた高分子材料シートＡ，
Ｂ，Ｃ，Ｄを第１０図ａのように、凹凸の変化と
して情報が記録された金型としてのスタンパー４
６で加熱プレスして基板４８を形成した後、第１
０図ｂのように基板４８上に蒸着して反射層４７
を形成する。これを第１０図ｃのように２枚を反
射層４７の蒸着面で張り合せてデイスク８とす
る。この製造方法によると第８図の工程よりも少
ない工程で保護層付光学デイスクを製造すること
ができる。

以上説明のように本発明の光学式情報記録担体
とその製造方法によると、保護層または基板は複
数枚の高分子シートを重ね合せたものであるた
め、アクリル材のもつ基本的な欠陥であるもろさ
と云う問題点を解決することができ、しかも保護
層または基板の材料としてポリ塩化ビニールを含
有した材料を用いることができるため、安価にて
高品質の保護層付光学情報記録担体を提供できる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は光学式ビデオデイスクの再生装置構成
図、第２図は従来の光学式情報記録担体の縦断面
図、第３図〜第７図は本発明の説明図で、第３図
は高分子材料の模式図、第４図はλ／４板による
楕円偏光の説明図、第５図はλ／４板の角度と偏
光の形の説明図、第６図はλ／４板の透過光量測
定装置の構成図、第７図はλ／４板の回転角と透
過光量の関係図、第８図〜第１０図は本発明の実
施例を示し、第８図は光学式情報記録担体の製造
工程説明図、第９図は各高分子シートの引出し方
向説明図、第１０図は光学式情報記録担体の製造
方法の他の実施例の工程図である。 Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ…高分子シート、４０…保護
層、４１，４２，４３，４４…各高分子シートの
カレンダー成型時の引出し方向、４５…デイスク
本体〔本体〕、４６…スタンパー〔金型〕、４７…
反射層、４８…基板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光源よりの光を対物レンズにより集束した読
   み取りビームによつて、凹凸の変化として記録さ
   れた情報が読み取られる光学式情報記録担体であ
   つて、前記凹凸面上に、高い透過率を有し屈折率
   が1.4〜1.6程度のカレンダー成型された旋光性を
   有する複数枚の高分子材料シートが、おのおのの
   偏向方向が異なるようにして積層されて形成され
   た保護層または基板を有することを特徴とする光
   学式情報記録担体。 ２ 高分子材料シートを、ポリ塩化ビニールを含
   有した材料から成型したことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の光学式情報記録担体。 ３ 保護層または基板を、各々の高分子材料シー
   トの分子鎖が異なる角度となるように積層して旋
   光性が最小となるように構成したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の光学式情報記録担
   体。 ４ 複数枚の旋光性を有する高分子材料シートを
   おのおのの偏向方向を異ならせるように積層して
   加熱プレスして保護層を形成し、この保護層を予
   じめ凹凸の変化として情報が記録された本体の記
   録面上に張り合わせることを特徴とする光学式情
   報記録担体の製造方法。 ５ 複数枚の旋光性を有する高分子材料シートを
   おのおのの偏光方向を異ならせるように積層し
   て、これを凹凸の変化として情報が記録された金
   型に挾んで加熱プレスして基板を形成し、前記加
   熱プレスによつて形成された凹凸面上に反射層を
   蒸着することを特徴とする光学式情報記録担体の
   製造方法。