JPH05159402A - 光学式記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】光学式記録装置において、追記型、消去型等の
記録装置の光学系の条件設定をより簡素化させて、情報
信号の記録精度の向上を計ることを目的とする。 【構成】光学記録装置の光学系のビ−ム光を結晶構造素
子に入射せしめ、該結晶構造素子に直流電圧を引加した
場合とそうでない場合とでは前記入射したビ−ム光が結
晶構造素子より出力される射出角度が偏光されることを
利用して、光学式記録部分の案内溝と、情報信号ピット
の２つの異なる記録条件を自動的に設定して従来２ビ−
ムにて記録しているものを１ビ−ムにて記録せんとする
ものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光学式記録装置に関しレ
−ザ−光放射光源からのレ−ザ−光を光軸路中に電気的
にレ−ザ−光の偏光方向を制御可能な液晶素子、あるい
は電気光学結晶と偏光ビ−ムスプリッタを挿入して集光
レンズまでの光路を自由に制御することにより光学条件
を電気的に切り替え可能とし、常に最適な光学条件で記
録可能とする追記型または書き替え型光学式記録媒体の
原盤作成に関する。

【０００２】

【従来の技術】追記型、書き替え型等の光学式記録ディ
スクの原盤を作成する上において、注意すべき点は、構
成されるピットあるいはグル−ブの深さ、幅等の形状を
如何に精度よく作成することができるかと言うことにな
る。そしてさらに原盤を作成する光学式記録装置におい
ては、記録面上に集光された記録用レ−ザ−光のビ−ム
スポットの径、パワ−、強度分布などの光学条件に大き
く影響されることが判明している。

【０００３】追記型、書き替え型等の光ディスク原盤で
は通常２つの記録ビ−ムを用いてユ−ザ−記録用グル−
ブ（以下グル−ブ）とフォ−マット情報ピットを（以下
ピット）時系列的に記録している。グル−ブとピットの
幅は各々異なっており、従ってパワ−ビ−ム径、パワ−
強度などの光学的記録条件もピット領域とグル−ブ領域
では当然のことながら異なっている、従ってグル−ブと
ピットの光学的記録条件は各々独立して設定できる２ビ
−ムの記録方式が最適であるとされていた。

【０００４】一方近年コンパクトディスクタイプの光磁
気ディスク（以下ＣＤ−ＭＯ）の規格仕様が決定され、
その構成領域の概略を図１に示すと、ディスク１の中心
穴１１付近の内周側１Ａから、リ−ドイン領域１３、プ
リレコ−デッド領域（ＲＯＭ領域）１４、ユ−ザ−記録
領域１６（ユ−ザ−ＴＯＣ領域１７、デ−タ記録領域１
８）、リ−ドアウト領域１５とで構成されている。

【０００５】リ−ドイン領域１３、ＲＯＭ領域１４はあ
らかじめ図２に示すピット２０の形式で固定情報が記録
されている、図１のリ−ドイン領域１３はディスクに関
する目次機能、即ちディスクの種類、記録されるレ−ザ
−ビ−ムパワ−の状態等が、またＲＯＭ領域１４は音楽
やデ−タが永久記録されており、そしてこの領域はピッ
ト領域である。

【０００６】ユ−ザ−記録領域１６はグル−ブ領域であ
って図３に示すようにあらかじめ 22.05ＫＨＺでウオ−
ブリングされたトラッキング用グル−ブ１９が形成され
ており、記録トラックの絶対番地が 22.05ＫＨＺをＦＭ
変調することにより形成されている。ユ−ザ−記録領域
１６の最初の３０秒間はユ−ザ−ＴＯＣ領域１７になっ
ており、ユ−ザ−が記録した情報の目次機能、記録レ−
ザ−パワ−の校正等の為の目次情報として使用される。
その後に、デ−タ記録領域１８が続き、音楽やデ−タを
ユ−ザ−が自由に記録することができる領域である。そ
してこれら音楽やデ−タは図３のグル−ブ１９内に記録
再生用プレ−ヤにてデ−タ−に対応して光磁界変調され
たドメイン２５の状態として記録される。

【０００７】最後のリ−ドアウト領域１５は前記リ−ド
イン領域と同じ構造、即ち図２に示した如くあらかじめ
ピット２０の形状で図１のＲＯＭ領域１４に対する情報
の目次機能が記録されておりこの領域もピット２０で構
成された領域である。

【０００８】ピット及びグル−ブの形状としてピットの
幅、図２の２１は 0.45〜0.7μｍ、グル−ブの幅図３の
２２は1.0〜1.2μｍと各々異なった幅となっている。

【０００９】通常ＣＤ−ＭＯディスクは光学式記録装置
に於て、レ−ザ−ビ−ムを使用して原盤上に形成された
ピット、グル−ブを、現像、メッキ工程等を経てスタン
パ上に転写しそのスタンパ−を使用して大量複製により
製造される。従ってこれら２種類の異なった条件のピッ
トとグル−ブを原盤に記録する場合に当然２種類の異な
った光学的記録特性が必要となり、しかも図４の拡大図
に示したように、ピット２０とグル−ブ１９の境界部２
３は、内周側から外周側にスパイラル状に連続したトラ
ック上において変化しており、光学的記録特性の条件変
更もこのトラック上において変更する必要がある。

【００１０】２ビ−ムの光学式記録装置でピットとグル
−ブの各々の状態を記録するように光学的記録特性の条
件を割り当てればＣＤ−ＭＯの規格を満足するフォ−マ
ットのＣＤ−ＭＯディスクの原盤を作成することが可能
となる。

【００１１】ＣＤ−ＭＯの従来の原盤作成の光学的記録
方法について述べると図５に示すように記録用レ−ザ−
光放射源２４から放射されたレ−ザ−光は１／２λ波長
板２５と偏光ビ−ムスプリッタ−２６により偏光方向が
互いに直交したメインビ−ム２７と、サブビ−ム２８の
２つのビ−ムに分割される。メインビ−ム２７ではノイ
ズイ−タ−２９でレ−ザ−ビ−ム光の光量制御とノイズ
光の除去が行われ、全反射ミラ−３０を経て変調器３１
に入射する、前記レ−ザ−光は変調器に入力する電気的
な情報信号の時間的変調パルス（図面省略）に応じた変
調光となり変調器より出力される。

【００１２】一方サブビ−ム２８は別のノイズイ−タ３
２でサブビ−ムの光量制御とノイズ光の除去がおこなわ
れる。その後メインビ−ム、サブビ−ムは各々のビ−ム
エキスパンダ−３３，３４で記録に最適なレ−ザ−ビ−
ム径に調整され、偏光ビ−ムスプリッタ−３６により同
一光路に戻され、全反射ミラ−３８を経て対物レンズ３
９に入射し、例えばガラス盤等の基盤４０の上面に積層
された記録面上４１に集光され、情報が記録される。そ
して２ビ−ム記録方式の記録面上でのビ−ム状態を図６
に示すと、メインビ−ム２７は対物レンズ部３９を中心
に、サブビ−ム２８は対物レンズ部３９の中心からずれ
た位置に入射し、記録面上で、各トラックピッチの１／
２の間隔の大きさのビ−ム径４２、４３で集光し、各々
ピット２０とグル−ブ１９を同時に形成する。

【００１３】以上述べてきたように、従来複数ビ−ムの
仕様が要求される記録方式においては、レ−ザ−光の変
調前の光軸路にて複数のビ−ム光に分割し、各々のビ−
ム光毎に条件設定を行い処理していた。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ＣＤ−ＭＯディスクの
特性を左右する重要な要因としてピット、グル−ブの深
さ、幅などの形状の正確さがミクロ的に要求され、この
ことは原盤作成時の記録面上の感光材料（例えばフォト
レジスト）の光記録特性とその記録面上に照射されるレ
−ザ−光のビ−ム径、レ−ザ−光のパワ−、強度分布な
どが非常に重要なファクタ−となる。従って幅の異なる
ピット、グル−ブを時系列的に記録するには、それに応
じた光学条件で時系列的にタイムリ−に可変してやる必
要がある。

【００１５】前記に詳述した如く図５に示した従来例で
は、記録用レ−ザ−光放射源２４からのレ−ザ−ビ−ム
は１／２λ波長板２５と偏光ビ−ムスプリッタ−２６に
よりメインビ−ム２７、サブビ−ム２８の２光路に分割
し、メインビ−ムはノイズイ−タ２９、変調器３１、ビ
−ムエキスパンダ−３３で、またサブビ−ム２８はノイ
ズ−イ−タ３２とビ−ムエキスパンダ−３４で各々独立
してビ−ムスポットの径、ビ−ムパワ−等の条件を設定
し、ピットの記録時にはメインビ−ムで、グル−ブの記
録時にはサブビ−ムで各々時系列的に切り替えて記録さ
せている。

【００１６】しかしこれらの方法はレ−ザ−光が記録用
レ−ザ−光放射源２４より出射後、２光路のメインビ−
ム、サブビ−ムに分割する為、各々に該当する光学部品
が必要となり、その光学系も複雑となること、また１ビ
−ム方式に比較してスペ−スが大きくなり、いきおい高
価な装置となる欠点を有している。

【００１７】本発明はかかる点に鑑み為されたものであ
って、１ビ−ム方式の原盤光学式記録装置においても、
独立して光学条件を可変設定ならしめる如く工夫したも
のである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明による光学式記録
装置は、記録用レ−ザ−放射光源と、所定のフォ−マッ
トされた情報信号によりレ−ザ−光を変調する変調器と
電気的制御信号により変調レ−ザ−光の偏光方向を制御
できる液晶素子あるいは電気光学結晶等その他の手段に
より、偏光ビ−ムスプリッタ−とそれらの手段により光
路を可変された変調レ−ザ−光を記録媒体上に集光させ
て情報信号を記録する記録機構を備えてなるものであ
る。

【００１９】

【作用】記録用レ−ザ−光が記録用レ−ザ−光放射源２
４より出射直後に分離してその各々に別々の光学系を組
み込むことなく記録用レ−ザ−光のパワ−、集光ビ−ム
径などの光学条件を電気的制御信号により、１ビ−ム方
式で切り換えることができ光ディスクの特性を最適にす
ることが可能となる。

【００２０】

【実施例】本発明の実施例を図７〜図１１に基づいて説
明する。尚この説明で使用する図番で従来例と同一名
称、同一の働きをする物については同一図番を使用す
る。

【００２１】図７は本発明の光学式記録装置の原盤作成
の一実施例を示す光学経路の概略を示すブロック図であ
る、本装置は１ビ−ム方式であり２種類のビーム使用が
要求される記録装置において連続トラック上で記録ビ−
ムの光学条件を２種類に可変させることが可能となって
いる。光磁気ディスクにおいてはすでに述べたとおりＣ
Ｄ−ＭＯ（光磁気タイプのコンパクトディスク）の規格
が決定されているがこの規格ではディスク原盤の内周側
から、リ−ドイン領域、プリレコ−ディング領域と通常
のＣＤ（コンパクトディスク）と同じフォ−マットでＥ
ＦＭ信号がピットの形式で記録されている。

【００２２】それに続くユ−ザ−ＴＯＣ領域、ユ−ザ−
記録領域では、光磁気方式の記録、再生、消去を行うた
め、トラッキング用のグル−ブが形成されており、これ
らのピット、グル−ブの各幅は、異なっており、従って
２種類の異なった光学的な特性が必要となる。

【００２３】またピットからグル−ブへの可変は同一ト
ラック上で５０マイクロセカンドより短時間に行う必要
がある。

【００２４】本件発明は上記の仕様を満たすために、レ
−ザ−光を変調後、電気的手段により時系列にてビ−ム
の光路を分割して処理するものである。

【００２５】実施例図７においてレ−ザ−光放射源２４
から放射されたレ−ザ−光はノイズイ−タ−２９で光量
制御とノイズ光除去がおこなわれる。

【００２６】ピットとグル−ブのパワ−制御はこのノイ
ズイ−タ−２９にて行われ、その後全反射ミラ−３０を
経て変調器３１に入射し情報信号に応じて変調されたレ
−ザ−光になる。

【００２７】ピットを記録する場合は情報信号によるパ
ルス変調が行われ、グル−ブを記録する場合は、情報信
号はＤＣ電圧となり、一定パワーのレ−ザ−光となる。

【００２８】変調器３１からの該変調レ−ザ−光は、例
えば液晶や電気光学効果を有する偏光制御素子（以下液
晶素子）５５に入射しピットグル−ブの光軸路切り換え
信号５７により液晶ドライバ−回路５８が液晶電極印加
電圧をＯＮ−ＯＦＦし、液晶素子５５通過後のレ−ザ−
光の偏光方向を９０°変化させることができる。

【００２９】ピットグル−ブ光軸路切り換え信号により
偏光方向が９０°変化したレ−ザ−ビ−ム光は、偏光ビ
−ムスプリッタ−２６に入射する。

【００３０】レ−ザ−光が垂直偏光であれば偏光ビ−ム
スプリッタ−２６を透過したレ−ザ−ビ−ム光５３は光
軸路に対して平行となり、水平偏光であれば光軸路が直
角に曲がったレ−ザ−ビ−ム光５２となる。

【００３１】各々の光軸路を辿るレ−ザ−ビ−ムは、ビ
ームエキスバンダ−３３、３４により所望のビ−ム径に
調整され、再び偏光ビ−ムスプリッタ−３６で同一光軸
路に戻り全反射ミラ−３８を経て対物レンズ３９に入射
し、ガラス盤等の基盤４０の平滑な面上に積層された記
録面上４１に集光される。

【００３２】ピットグル−ブの光軸路切り替え信号によ
り、各々別光軸路で独立に光学条件が設定され、記録条
件の最適化をはかることができる。また図８、図９は図
７にて説明した内容についてより理解しやすくする為の
補足追記図で、図８はピットを形成する際の光軸路の状
態を図９はグル−ブを形成する際の光軸路の状態図であ
る。

【００３３】本出願で述べる液晶素子は液晶に電圧を加
えると透過した光の偏光方向が変化するもので、１例と
してＴＮ型液晶素子について述べる。

【００３４】ＤＣ電圧が印加されていない電圧ＯＦＦの
状態図１０では直線偏光の入射レ−ザ−光は、液晶素子
５５に入力される前の入射レ−ザ−光５１と出力された
後の出射レ−ザ−光５３とでは液晶素子５５の液晶分子
５６の捩れ方向によりその位相角度は９０°捩れた状態
で変化している。一方図１１は液晶素子に沿ってＤＣ電
圧を印加した場合、入射レ−ザ−光５１と出射レ−ザ−
光５２の状態では、液晶素子５５の液晶分子５６の電場
方向に正配列された状態となり、レ−ザ−ビ−ム光の捩
れ構造は消失し、入射レ−ザ−光５１と出射レ−ザ−光
５２の偏光方向は変化しない。従ってこのレ−ザ−ビ−
ム光を偏光ビ−ムスプリッタ−２６と、液晶素子に加え
たＤＣ電圧をＯＮ−ＯＦＦすることによりレ−ザ−ビ−
ム光の光軸路の方向の変更を行うことができ、その光軸
路にあらかじめ設定されたビ−ムエキスパンダ−３３、
３４により異なったビ−ム径を発生させることが可能と
なり、光軸路切り替え信号により液晶に加えるＤＣ電圧
を所望のタイミングでＯＮ−ＯＦＦさせることによりピ
ットとグル−ブの記録を効率よく、１ビ−ムのレ−ザ−
ビ−ム方式で記録することが可能ならしめることができ
た。

【００３５】本発明の主旨は本実施例の如く原盤の記録
方法に限定されるものだけでなく、記録、再生を兼備す
る追記型光ディスク記録再生装置や、記録、再生、消去
兼用の光ディスク、即ち書き替え型光ディスクの記録再
生装置でレ−ザ−光の光学条件を時系列的に変化させる
ことが必要な、記録再生装置全てに応用することは勿論
可能であることが表明される。

【００３６】

【効果】本発明により、記録媒体上の記録ビ−ムの光学
条件を変化させてやる必要のある記録方式でそれが１ビ
−ム方式であっても電気的制御信号により、高速に切り
替え可能となり記録、再生する情報の種類により、レ−
ザ−光の条件設定の最適化を図ることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＣＤ−ＭＯ型光学式記録ディスクの記録領域概
略図

【図２】ＣＤ−ＭＯ型光学式記録ディスクのピット状態
の部分図

【図３】ＣＤ−ＭＯ光学式記録ディスクのグル−ブ状態
の部分図

【図４】ＣＤ−ＭＯ型光学式記録ディスク及び原盤のピ
ットとグル−ブの境界図

【図５】従来例における原盤記録系の光学式記録装置の
光学ブロック図。

【図６】従来例における原盤記録系のレ−ザ−ビ−ム光
軸路概略部分図

【図７】本発明の光学式記録ディスク原盤記録系の光学
式記録装置の光学ブロック図

【図８】本発明のピット記録時の光学系光軸路作動概略
図

【図９】本発明のグル−ブ記録時の光学系光軸路作動概
略図

【図１０】液晶素子に電圧無印加時のレ−ザ−光の位相
関係図

【図１１】液晶素子に電圧を印加した時のレ−ザ−光の
位相関係図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レ−ザ−放射光源と、所定の情報信号
   によりレ−ザ−光を変調する変調器と、該変調器により
   変調された変調レ−ザ−光を記録媒体上に集光する集光
   レンズとを具備した光学式記録機構において、前記変調
   器と集光レンズとの間に、変調信号と同期可能な制御信
   号により、変調レ−ザ−光の偏光方向を任意の時間、可
   変可能な素子を組み込んだ制御手段と、偏光方向により
   前記変調レ−ザ−光を分割可能な変調レ−ザ−光分割手
   段とし、複数に分割された前記変調レ−ザ−光を各々独
   立したレ−ザ−ビ−ム成形可能な手段とを持ち任意の時
   間領域に独立して、前記変調レ−ザ−光の光学的記録特
   性条件を可変可能としたことを特徴とする光学式記録装
   置。