JPS6149730B2 - - 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、単にデイ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イスクを用
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つて来ており、これまでに
もその研究成果を多くの特許出願によつて明らか
にしている。

さて、デイ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
号によつて変調されたレーザ光ビームの微小なス
ポツト、あるいは情報信号によつて変調された電
子ビームの微小なスポツトをデイスクの原盤のビ
ーム感材層（例えばフオトレジスト層）上に投射
する、というものであつたが、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、デイスクの回転数
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い。

ところで、デイ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つて、ある定められ
た記録跡巾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、デイスクの原盤に対する
情報信号の記録に当つて投射されるビームスポツ
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大きい
というような略々長方形のものとなされることが
あつた。

第１図は、デイスクの原盤に対する情報信号の
記録が、情報信号によつて変調され、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
ーザ光ビームスポツトの投射によつて光学的に行
なわれるようになされた光学的記録装置の概略構
成を示すブロツク図であつて、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によつ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つて横方
向に移送される。ターンテーブル１上には平坦な
表面を備えた基板（例えばガラス板）上にフオト
レジスト層を付着形成させてなるデイスクの原盤
Ｄが固定されており、前記の原盤Ｄに形成された
フオトレジスト層に、情報信号によつて変調さ
れ、かつ、所定の断面形状を有するレーザ光ビー
ムスポツ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
らびにデイ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つて変
調される。

前記した光変調器５において情報信号によつて
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によつてデイスクＤのフオトレ
ジスト層に、情報信号によつて変調され、かつ、
所定の断面形状を有するレーザ光ビームスポツト
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、スリツト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ｂ図に示されている側面図
（スリツトＳの部分は断面が示されている）とに
よつて図示説明されているとおりであつて、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８ａ、円筒状レン
ズ８ｂ，８ｃなどにより、断面の長手方向がスリ
ツト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８
ｄにおけるスリツトＳの部分に投射される。

前記の遮光部材８ｄはスリツトＳの２辺Su，
Sdの部分によつ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ツト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
面形状が偏平なレーザ光ビームを集束してデイス
クの原盤Ｄに断面形状が略々直方形なスポツトを
投射するが、デイスクの原盤Ｄに投射された断面
形状が略々直方形なスポツトは、前記した結像レ
ンズ１０に与えられた入射光の偏平な断面におけ
る長辺側α，αが略々直方形なスポツトの短辺側
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
略々直方形なスポツトの長辺側β′，β′となるよ
うに結像されたものである。

そして、前記した結像レンズ１０によつてデイ
スクの原盤Ｄに結像された略々長方形状のレーザ
光ビームスポツトにおける短辺α′の長さは、結
像レンズ１０の開口数（Ｎ・Ａ）と、使用したレ
ーザ光の波長とによつて定まり、情報信号の記録
に当つては短辺α′の長さが所要のように小さな
値となるように、結像レンズ１０としては開口数
の大きなものが使用される。また、前記した略々
長方形状のレーザ光ビームスポツトにおける長辺
β′の長さは、スリツトＳにおけるスリツト巾Ｓ_t
と、円筒状レンズ８ｅの焦点距離ｆ_8eと、結像レ
ンズの焦点距離f₁₀とによつて次式で示されるも
のとなる。

β′＝Ｓ_t×f₁₀／ｆ_8e ……(1) しかし、実際には上記したスポツトの長辺β′
の長さは、レンズの回折によつて上記の(1)式で示
される長さよりも少し大きな値となる。

直径が約30cmで毎分900回転するデイスクに、
デイスクの外周から約15cmの所を記録跡の最内周
として、１時間にわたる情報信号を記録しようと
する場合には、記録跡間隔は約1.5μｍとなる
が、第１図示のような記録装置を用いて情報信号
を記録する際に、波長が4579Åのレーザ光を用
い、また、開口数が0.9の結像レンズ１０を用い
ると、デイスクの原盤上にはα′が約0.6μｍ、
β′が約1.5μｍというような略々長方形のレーザ
光ビームスポツトを投射させることができる。な
お、記録跡間隔に応じてレーザ光ビームスポツト
の大きさを適当なものとなしうることはいうまで
もない。

さて、前記した光学系におけるスリツトＳを通
過した光の強度分布は、スリツトＳによる光の回
折によつてスリツト巾の方向（第１図中のＺ−Ｚ
方向）へ第３図ａ図示のように現われる。図中に
おけるS₀，S₁，S₂，S₃はそれぞれ零次回折光、１
次回折光、２次回折光、３次回折光を示してい
る。

そして、第３図ａ図中で示す点線は、第１図示
の記録装置において、結像レンズ１０の開口数が
0.9であり円筒状レンズの開口数が結像レンズ１
０の開口数よりも充分に大きいとした場合に、ス
リツトＳからの回折光が結像レンズ１０を通過す
る範囲を示している。

第３図ｂ図は上記した第３図ａ図示のような強
度分布を示すレーザ光ビームが結像レンズ１０に
よつて集束されてデイスクの原盤Ｄにおけるポジ
型のフオトレジストに与えられた場合に、現像処
理後にデイスクの原盤Ｄに形成されるビツトの縦
断側面図であつて、この第３図ｂ図｛後述する第
４〜第６図の各ｂ図でも同じ｝において、横軸は
記録跡の巾方向、縦軸は深さ方向であり、また、
図における縦軸方向は図示説明を容易にするため
に横軸方向に比べて寸法を拡大した状態で図示し
てある。

また、第４図ａ図は、スリツトＳによつてスリ
ツトＳの巾方向に生じた次数の異なる多数の回折
光の内で零次回折光S₀と１次回折光S₁だけが結像
レンズ１０を通してデイスクの原盤Ｄに投射され
るようになされた場合の光強度の分布を示す曲線
図であり、第４図ｂ図は第４図ａ図示のような光
強度の分布状態を示すレーザ光ビームによつてデ
イスクの原盤Ｄに形成されるビツトの縦断側面
図、さらに、第５図ａ図は、スリツトＳによつて
スリツトＳの巾方向に生じた次数の異なる多数の
回折光の内で、零次回折光S₀だけが結像レンズ１
０を通してデイスクの原盤Ｄに投射されるように
なされた場合の光強度の分布を示す曲線図であ
り、第５図ｂ図は第５図ａ図示のような光強度の
分布状態を示すレーザ光ビームによつてデイスク
の原盤Ｄに形成されるピツトの縦断側面図であ
る。

第３図乃至第５図の各ａ，ｂ図をみると、デイ
スクの原盤Ｄに形成されるピツトの深さ変化は、
結像レンズ１０に入射する光の強度変化に略々似
ている。

そして、第３図ｂ図や第４図ｂ図示のようにピ
ツトの底面に凹凸が存在することは、外見上で望
ましくないというだけではなく、再生素子として
接触型の再生素子が用いられた場合に、再生素子
における接触子（例えば再生針）の寿命が短かく
なつたり、デイスクが損傷を受け易いという好ま
しくない傾向が生じ、また、特に、ガイド溝と情
報信号とを同時に記録した時に、断面形状が第５
図ｂ図示のようなものになされた場合には、記録
に用いられる光の強度変動に応じて記録跡の巾が
大きく変動してしまうということが問題となる。

さらに、ピツトの断面形状が第５図ｂ図示のよ
うなものであつた場合には、接触型の再生素子を
用いた時に情報信号の検出が充分に行なわれない
という欠点が生ずる。

このように、情報信号を光学的に記録した場合
にデイスクに形成されるピツトの断面形状が、第
３図乃至第５図の各ｂ図に示すようなものであつ
た場合には、既述のように種々な問題点が生ずる
ためにその改善が望まれた。

本発明は、光源からのレーザ光を情報信号によ
つて変調し、かつ、スリツトを通してその断面形
状が略々長方形のレーザビームとし、このビーム
を結像レンズを介して情報記録媒体に投射して該
情報記録媒体に情報信号の記録をおこなう光学的
記録方法において、光源から結像レンズの入射側
までの光路中にレーザ光ビームの断面形状を規制
するスリツトを介在させ、該スリツトと結像レン
ズの間に、該スリツトによつて生じた回折光の強
度比を変化させる手段を設け、該スリツトで生じ
た１次回折光の強度S₁aと結像レンズを通過後の
１次回折光の強度S₁bとの比S₁b／S₁aが、該スリ
ツトで生じた零次回折光の強度S₀aと結像レンズ
を通過後の零次回折光の強度S₀bとの比S₀b／S₀a
よりも小さくなるように調整して記録媒体に投射
するビームのピーク部を平坦にするようにしたこ
とにより、既述した問題点の解消される光学的記
録方法を提供したものであつて、以下、添付図面
を参照してその具体的な内容を明らかにする。

第６図は、既述した第１図示の光学的記録装置
に対して、本発明の光学的記録方法を適用した光
学的記録装置の一例態様のものの要部の構成を示
す斜視図であつて、この第６図において、第１図
示の構成部分と同様な構成部分には、第１図中で
使用した図面符号と同一の図面符号を付してあ
る。

第６図において、反射鏡９と結像レンズ１０と
の間の光路中には、光学系８における遮光部材８
ｄに設けられたスリツトＳの長手方向と平行な長
手方向を有するスリツトSLを備えた遮光板１１
が設置されている。

前記した遮光板１１に設けられているスリツト
SLは、光学系８中の遮光部材８ｄにおけるスリ
ツトＳによつて生じた次数の異なる多くの回折光
の内で、零次の回折光の全部と、前記した零次の
回折光の両側に存在する１次の回折光の一部だけ
とを通過させて、スリツトSLから出射したレー
ザ光ビームを結像レンズ１０に入射させる。

第７図ａ図は、スリツトSLを通過した回折光
の強度分布を示す図であつて、第７図ａ図中の
SL₁，SL₂で示す点線は、スリツトSLにおける長
手方向の縁部SL₁，SL₂と対応するものであり、
また、図中のＸ−Ｘは第６図中のＸ−Ｘ方向を示
すものである。

上記したスリツトSLを通過した第７図ａ図示
のような光の強度分布を示すレーザ光ビームが結
像レンズ１０によつて集束されてデイスクの原盤
Ｄにおけるポジ型のフオトレジスト層を感光させ
ると、現像処理後にデイスクの原盤Ｄにおけるフ
オトレジスト層には縦断面形状が第７図ｂ図によ
つて示されるようなビツトが形成される。

スリツトSLを光路中に挿入することによつて
スリツトＳからの１次回折光の光量を減少させる
場合に、スリツトSLによつて余りに多くの１次
回折光の光量を減少させた場合には、既述した第
５図ａ，ｂ図示の状態に近づいてしまつて不都合
が生じる。

したがつて、スリツトSLによつて１次回折光
の光量を減少させようとする際の１次回折光の光
量の減少率は、スリツトＳへの入射光の光の分布
の状態にもよるが、例えば30％程度とする。

上記の例においては、回折光の強度比を変化さ
せる手段として、結像レンズ１０の直前の光路中
に遮光板１１に設けたスリツトSLを配置した
が、前記したスリツトSLの代わりに濃度フイル
タを回折光の強度比を変化させる手段として用い
て、１次回折光が所定量だけ減少されるようにし
てもよい。

本発明方法のように、回折光の強度比を変化さ
せる手段によつて、１次回折光の強度比S₁b／
S₁a（ただし、S₁aはレーザ光ビームの断面形状規
制用のスリツトで生じた１次回折光の強度、S₁b
は結像レンズ１０を通過した１次回折光の強度）
が、零次回折光の強度比S₀b／S₀a（ただし、S₀a
はレーザ光ビームの断面形状規制用のスリツトで
生じた零次回折光の強度、S₀bは結像レンズ１０
を通過した零次回折光の強度）よりも小さくなる
ようにしているために、デイスクに形成されるビ
ツトの断面形状が第７図ｂ図に示されているよう
にピツトの断面形状の底面の部分が平坦な台形状
に形成されるものとなり、従来例として第３図乃
至第５図の各ｂ図に示されているようにピツトの
断面形状の底面の部分に凹凸が生じてしまつた
り、あるいは底面の部分が平坦部を有することな
くすり鉢状になつてしまつたりせずに、本発明方
法によれば従来の欠点が解消されるのである。す
なわち、デイスクに形成されるピツトの断面形状
が第７図ｂ図示のように記録跡の巾方向に関して
台形状のものとなされると、常に良好な再生状態
で情報信号の再生が行なわれ、また接触型の再生
素子を用いて情報信号の再生が行なわれた場合に
おける再生素子の接触子の磨耗やデイスクの損傷
も少なく、また、記録時にガイド溝と情報信号と
が同時に記録される場合にも良好な記録が行なわ
れうるのである。

これまでの説明では、スリツトＳからの回折光
の内で０次回折光と１次回折光の内の１部分のみ
が記録レンズを通るようにして、ピツトの断面形
状を常に良好な再生状態が得られるような台形状
のものとすることについて記述したが、一般にレ
ンズには、設計、製作、使用の各段階における諸
要因によつて収差の生じることが避けられないこ
とは周知のとおりであり、したがつて、本発明を
適用しないで記録した場合には使用するレンズの
収差によつて、記録されたピツトの形状が悪化
し、ピツトの巾方向の断面形状もレンズを交換す
るのにつれて種々に変化することが起こる。しか
しながら本発明方法を適用して記録を行なつた場
合にはスリツトの存在によつてレンズの中心部分
だけが使用されるので、レンズの収差の存在によ
るビツトの、断面形状の悪化も良好に防止できる
のである。

以上、詳細に説明したところから明らかなよう
に、本発明の光学的記録方法を適用して情報信号
を記録すると、既述した従来の問題点がすべて良
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
ツク図、第２図ａ図は第１図示の装置における光
学系８以降の部分の平面図、第２図ｂ図は同上側
面図、第３図乃至第５図及び第７図におけるａ，
ｂ図において、各ａ図は回折光の光強度の変化態
様を示す曲線図であり、また、各ｂ図は記録跡巾
方向におけるピツトの縦断側面図、第６図は本発
明方法を適用した光学的記録装置のブロツク図で
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，８ｅ
……円筒状レンズ、８ｄ……遮光部材、１０……
結像レンズ、１１……遮光板、SL……スリツ
ト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光源からのレーザ光を情報信号によつて変調
   し、かつ、スリツトを通してその断面形状が略々
   長方形のレーザビームとし、このビームを結像レ
   ンズを介して情報記録媒体に投射して該情報記録
   媒体に情報信号の記録をおこなう光学的記録方法
   において、光源から結像レンズの入射側までの光
   路中にレーザ光ビームの断面形状を規制するスリ
   ツトを介在させ、該スリツトと結像レンズの間
   に、該スリツトによつて生じた回折光の強度比を
   変化させる手段を設け、該スリツトで生じた１次
   回折光の強度S₁aと結像レンズを通過後の１次回
   折光の強度S₁bとの比S₁b／S₁aが、該スリツトで
   生じた零次回折光の強度S₀aと結像レンズを通過
   後の零次回折光の強度S₀bとの比S₀b／S₀aよりも
   小さくなるように調整して記録媒体に投射するビ
   ームのピーク部を平坦にするようにしたことを特
   徴とする光学的記録方法。 ２ 回折光の強度比を変化させる手段としてスリ
   ツトを用いるようにした特許請求の範囲第１項記
   載の光学的記録方法。 ３ 回折光の強度比を変化させる手段として濃度
   フイルタを用いるようにした特許請求の範囲第１
   項記載の光学的記録方法。