JPH04163742A - 光ディスク原盤露光装置 - 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 本発明は、光デイスク原盤露光装置に関する。

従来の技術 従来、光デイスク原盤露光装置における光デイスク原盤
上に照射される露光スポットの光強度分布を変える手段
として種々の方法がとられている。

例えば、その第一の方法として、対物レンズのＮ、Ａを
変えることや、対物レンズに対し入射光径を変える方法
がある。この場合、対物レンズや光学部品の光学配置を
決定し固定することによって、集束光のビーム径を変え
、対物レンズの見かけのＮ、Ａを変化させて光強度分布
を変え、これにより必要とする露光溝形状に形成するも
のがある。

また、その第二の方法として、通常、焦点位置の光スポ
ットで露光し、対物レンズにオフセット電圧を加え、デ
フォーカスした状態で光強度分布を変えて露光し、これ
により最適溝形状を得ることができるものがある。

さらに、第三の方法として、特公昭６０−２１４０３号
公報に開示されているように、光強度分布を強制的に変
えるものがある。これは、シリンドリカルレンズやスリ
ットを用いて対物レンズに入射光強度分布を変えて入射
させ、これにより光強度分布を強制的に変えるものがあ
る。

ここで、従来における光デイスク原盤露光装置の一例を
第３図に基づいて説明する。露光用レーザ光源１から出
射したビームは、ミラー２を介して、光変調素子として
の光強度変調用変調器３やレンズ系４内の信号変換用変
調器５、ビームエキスパンダー６を順次介した後、さら
に、ミラー７、ダイクロイックミラー８、偏光ビームス
プリッタ９、λ／４板】Ｏを順次介することにより適宜
な入射光束となって対物レンズ（以下、第一対物レンズ
と呼ぶ）１１に入射して集束光となる。そして、その集
束光は、フォトレジスト基板である光デイスク原盤１２
上に光スポットを形成し、これによりビットの形成を行
うことができる。

また、この場合、半導体レーザ１３から出射された光は
、ダイクロイックミラー８により反射され、偏光ビーム
スプリッタ９、λ／４板１０、第一対物レンズ１１を順
次透過して光デイスク原盤１２に照射され、その光デイ
スク原盤１２からの反射光は、第一対物レンズ１１、λ
／４板】Ｏを順次透過して、偏光ビーム゛スプリッタ９
により今度は反射され、シリンドリカルレンズ１４を介
して、４分割受光素子１５に導かれ、これにより第一対
物レンズ１１と光デイスク原盤１２との距離関係をフォ
ーカスエラー信号として検出する（非点収差法）。そし
て、このフォーカスエラー信号はフォーカスサーボ機構
としてのサーボ回路１６によって第一対物レンズ１１を
駆動するアクチュエータｌｌａにフィードバックされる
ことにより、光デイスク原盤１２上に常に一定の光スポ
ットの形状を形成することができる。

そして、ここでは、第４図（ａ）（ｂ）に示すように、
第一対物レンズ１１のＮ、Ａを変え、光強度分布を変化
させることにより溝形状１７を決定するか、又は、第５
図（ａ）（ｂ）に示すように、ビームエキスパンダー６
のレンズのｆ比を変えて同様に溝形状１７を決定するこ
とができる。

発明が解決しようとする課題 上述したように光デイスク原盤１２上に形成される溝形
状１７は、信号特性に大きく影響している溝幅や溝深さ
によって決定され、さらに、溝の側壁の角度によっても
その信号特性は大きく振られることになる。前述したよ
うな各種従来例の場合、対物レンズのＮ、Ａを変えるこ
とによって光強度分布を変えることはできるが、そのレ
ンズ交換のためにフォーカス光学系を修正する必要があ
り、時間的にも長くかかるという問題がある。

また、入射光径を変え、みかけのＮ、Ａが変わったよう
に光スポツト径を変える方法は、前記対物レンズのＮ、
Ａを変える方法よりも簡単ではあるが、そのために光径
変換用であるビームエキスパンダーのレンズ交換又はズ
ームレンズの移動を伴うため、露光光軸が変化し、光軸
調整に時間を費やす恐れがある。

さらに、入射ビーム強度分布を強制的に変える方法もあ
るが、この方法も固定した光学系内での作業であり、微
小に変化させたい場合は上述した２つの方法と同様な問
題が残り、しかも、スリット等で処置するため光量不足
又はスリットによる回折光の影響が出てくるという問題
がある。

課題を解決するための手段 本発明は、露光用レーザ光源から出射されたビームを光
変調素子を介して、第一対物レンズにより集光させ、そ
の集光された前記ビームの光スポットを光デイスク原盤
上に照射させることにより情報の記録を行うと共に、前
記光デイスク原盤からの反射光を検出して前記第一対物
レンズにより集光される前記ビームのスポット径が常に
一定となるようにフォーカスサーボ機構を備えた光デイ
スク原盤露光装置において、前記露光用レーザ光源から
出射された前記ビームが前記第一対物レンズに向かう間
の光路上に前記第一対物レンズと同一の光軸方向に移動
可能な第二対物レンズ及び第三対物レンズを配設し、こ
れら第二対物レンズ及び第三対物レンズをそれぞれ前記
フォーカスサーボ機構と接続した。

また、フォーカスサーボ機構は、光デイスク原盤の面ブ
レに対して第一対物レンズ及び第二対物レンズ及び第三
対物レンズがすべて同一方向に同一量だけ変位する制御
機構を有するようにした。

さらに、フォーカスサーボ機構は、第二対物レンズ若し
くは第三対物レンズにバイアス電圧を印加しそのレンズ
光軸位置を微小変位させる制御機構を有するようにした
。

さらにまた、フォーカスサーボ機構は、第二対物レンズ
若しくは第三対物レンズにバイアス電圧を印加しこのバ
イアス電圧の印加に伴う結像位置ずれを予め計算により
求めその計算値により得られた信号を第一対物レンズの
駆動制御用信号に加算するようにした。

作用 本発明においては、第一対物レンズ以外にこれと同一の
光軸上に第二対物レンズ及び第三対物レンズの２個のレ
ンズを新たに配設し、フォーカスサーボ機構によりそれ
ら新たな２個のレンズを調整することによって、第一レ
ンズと同様な光径を得ることができるため、これにより
露光スポットの光強度分布の変更を従来よりも簡単に、
しかも、微小変化に際しても短時間のうちに高精度に対
応させることが可能となる。

また、光原盤の面ブレに対して３個の対物レンズが同一
方向に同一量だけ変位させることによって、レンズ相互
間の位置ずれかないビームスポットを形成することがで
きる。

さらに、バイアス電圧を印加して第二対物レンズと第三
対物レンズとの相対位置を変えることによって、対物レ
ンズの入射光径及びその広がり角が異なるため、光デイ
スク原盤上における光強度分布を異なる光スポツト径で
形成することが可能となり、また、これにより溝の側壁
の変化した形状を電気的制御により得ることができ、し
かも、ビームスポット位置の微小変化を短時間に行うこ
とも可能となる。

さらにまた、バイアス電圧の印加に伴う結像位置ずれ量
を予め第一対物レンズの駆動制御用信号に加算すること
によって、レンズの広がり角の変化に伴い変化する結像
位置を補正することができるため、ビームウェストの中
心部で常に露光を行うことができ、これにより作製され
る光ディスクの品質を一段と高めることが可能となる。

実施例 本発明の一実施例を第１図及び第２図に基づいて説明す
る。なお、光デイスク原盤露光装置の全体構成について
は従来技術（第３図参照）で述べたのでここでの説明は
省略し、その同一部分については同一符号を用いて説明
する。

第１図は前述した第３図における光路上の一部を示すも
のである。すなわち、露光用レーザ光源１から出射され
たビームがビームエキスパンダー６を通過してダイクロ
イックミラー８に向かう間の光路上には、第一対物レン
ズ１１と同一光軸上に位置してその第一対物レンズ１１
と同一方向に移動可能な第二対物レンズ１８及び第三対
物レンズ１９が配設されている。また、この場合、これ
ら第二対物レンズ１８及び第三対物レンズ１９には、そ
れぞれフォーカスサーボ機構としてのサーボ回路１６が
接続されており、これによりアクチュエータ１８ａ、、
１９ａにより各々駆動制御できるようになっている。

このような構成において、露光用レーザ光源１から出射
されたビームは、ビームエキスパンダー６を通過した後
、第三対物レンズ１９に入射する。

この第三対物レンズ１９を通過したビームは、その第三
対物レンズ１９の焦点と同一の焦点をもつ第二対物レン
ズ１８を通過することにより平行光となる。そして、そ
の平行光は、ダイクロイックミラー８、偏光ビームスプ
リッタ９、λ／４板ｌＯを順次透過した後、第一対物レ
ンズ１１により集光され、光デイスク原盤１２上にビー
ムスポットを照射し、これにより溝等が形成される。

この場合、半導体レーザ１３により出射されたビームが
光デイスク原盤１２により反射され４分割受光素子１５
に検出され、この検出された信号がフォーカスサーボ機
構としてのサーボ回路１６に送られることにより駆動制
御信号としてのフォーカスエラー信号が得られる。そし
て、このフォーカスエラー信号は、第一対物レンズ１１
、第二対物レンズ１８、第三対物レンズ１９のそれぞれ
そのアクチュエータｌｌａ、１８ａ、１９ａを駆動する
ことにより、それら３つのレンズを同一方向に同一量だ
け変位させる。従って、光デイスク原盤〕２の面ブレに
対して３つの対物レンズが同一方向に同一量だけ変位す
るため、第二対物レンズ１８と第三対物レンズ１９との
相対的な位置関係に変化は生じず、常に一定のビームス
ポットの形状を保持することができる。

また、ビームスポットの光強度を変化させる場合は、第
二対物レンズ１８にオフセット的なバイアス電圧を印加
することにより、その第二対物レンズ１８と第三対物レ
ンズ１９との相対位置が変わり、第一対物レンズ１１へ
の入射法がり角が変化するため、第２図に示すように光
デイスク原盤１２上における焦点位置とビームスポット
の光強度分布が変化し、これによりそれぞれのビーム状
態に見合った溝形状を形成することが可能となる。

また、これにより溝の側壁の変化した形状を電気的制御
により得ることができ、しかも、ビームスポット位置の
微小変化を短時間に行うことも可能となる。

さらに、バイアス電圧の印加される第二対物レンズ１８
のオフセット量にそのバイアス電圧の印加に伴う結像位
置ずれ量を予め計算により求め、その計算値に依存した
量を第一対物レンズ１１のフォーカスエラー信号成分に
加算することによって、レンズの広がり角の変化に伴い
変化する結像位置の補正をすることができ、これにより
ビームウェストの中心部で常に露光が行え常に安定した
品質の光デイスク原盤１２を作製することが可能となる
。

発明の効果 本発明は、露光用レーザ光源から出射されたビームを光
変調素子を介して、第一対物レンズにより集光させ、そ
の集光された前記ビームの光スポットを光デイスク原盤
上に照射させることにより情報の記録を行うと共に、前
記光デイスク原盤からの反射光を検出して前記第一対物
レンズにより集光される前記ビームのスポット径が常に
一定となるようにフォーカスサーボ機構を備えた光デイ
スク原盤露光装置において、前記露光用レーザ光源から
出射された前記ビームが前記第一対物レンズに向かう間
の光路上に前記第一対物レンズと同一の光軸方向に移動
可能な第二対物レンズ及び第三対物レンズを配設し、こ
れら第二対物レンズ及び第三対物レンズをそれぞれ前記
フォーカスサーボ機構と接続したので、フォーカスサー
ボ機構によりそれら新たな２個の対物レンズを調整する
ことによって、第一レンズと同様な光径を得ることがで
きるため、これにより露光スポットの光強度分布の変更
を従来よりも簡単に、しかも、微小変化に際しても短時
間のうちに高精度に対応させることができるものである
。

また、フォーカスサーボ機構は、光デイスク原盤の面ブ
レに対して第一対物レンズ及び第二対物レンズ及び第三
対物レンズがすべて同一方向に同一量だけ変位する制御
機構を有するようにしたので、レンズ相互間の位置ずれ
かないビームスポットを形成することができるものであ
る。

さらに、フォーカスサーボ機構は、第二対物レンズ若し
くは第三対物レンズにバイアス電圧を印加しそのレンズ
光軸位置を微小変位させる制御機構を有するようにした
ので、バイアス電圧を印加して第二対物レンズと第三対
物レンズとの相対位置を変えることによって、対物レン
ズの入射光径及びその広がり角が異なるだめ、光デイス
ク原盤上における光強度分布を異なる光スポツト径で形
成することが可能となり、また、これにより溝の側壁の
変化した形状を電気的制御により得ることができ、しか
も、ビームスポット位置の微小変化を短時間に行うこと
もできるものである。

さらにまた、フォーカスサーボ機構は、第二対物レンズ
若しくは第三対物レンズにバイアス電圧を印加しこのバ
イアス電圧の印加に伴う結像位置ずれを予め計算により
求めその計算値により得られた信号を第一対物レンズの
駆動制御用信号に加算するようにしたので、バイアス電
圧の印加に伴う結像位置ずれ量を予め第一対物レンズの
駆動制御用信号に加算することによって、レンズの広が
り角の変化に伴い変化する結像位置を補正することがで
きるため、ビームウェストの中心部で常に露光を行うこ
とができ、これにより作製される光ディスクの品質を一
段と高めることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図はその
対物レンズと焦点位置との関係を示す説明図、第３図は
光デイスク原盤露光装置の全体構成を示す構成図、第４
図は対物レンズのＮ、Ａを変化させた時の溝形状の様子
を示す説明図、第５図はビームエキスパンダーのレンズ
のｆ比を変化させた時の溝形状の様子を示す説明図であ
る。 １・・・露光用レーザ光源、３，５・・・光変調素子、
１１・・・第一対物レンズ、１２・・・光デイスク原盤
、１６・・・フォーカスサーボ機構、１８・・・第二対
物レンズ、１９・・・第三対物レンズ 出　願　人　　　　株式会社　リ　コ　−Ｕ　３図 」 ＬＩ− （ｄ） Ｓ 保 （ｂ） 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、露光用レーザ光源から出射されたビームを光変調素
   子を介して、第一対物レンズにより集光させ、その集光
   された前記ビームの光スポットを光ディスク原盤上に照
   射させることにより情報の記録を行うと共に、前記光デ
   ィスク原盤からの反射光を検出して前記第一対物レンズ
   により集光される前記ビームのスポット径が常に一定と
   なるようにフォーカスサーボ機構を備えた光ディスク原
   盤露光装置において、前記露光用レーザ光源から出射さ
   れた前記ビームが前記第一対物レンズに向かう間の光路
   上に前記第一対物レンズと同一の光軸方向に移動可能な
   第二対物レンズ及び第三対物レンズを配設し、これら第
   二対物レンズ及び第三対物レンズをそれぞれ前記フォー
   カスサーボ機構と接続したことを特徴とする光ディスク
   原盤露光装置。 ２、フォーカスサーボ機構は、光ディスク原盤の面ブレ
   に対して第一対物レンズ及び第二対物レンズ及び第三対
   物レンズがすべて同一方向に同一量だけ変位する制御機
   構を有することを特徴とする請求項１記載の光ディスク
   原盤露光装置。 ３、フォーカスサーボ機構は、第二対物レンズ若しくは
   第三対物レンズにバイアス電圧を印加しそのレンズ光軸
   位置を微小変位させる制御機構を有することを特徴とす
   る請求項１記載の光ディスク原盤露光装置。 ４、フォーカスサーボ機構は、第二対物レンズ若しくは
   第三対物レンズにバイアス電圧を印加しこのバイアス電
   圧の印加に伴う結像位置ずれを予め計算により求めその
   計算値により得られた信号を第一対物レンズの駆動制御
   用信号に加算するようにしたことを特徴とする請求項１
   記載の光デイスク原盤露光装置。