JPH1153772A - 光記録媒体及び光学カッティング方法、光学カッティング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 再生信号へのオフセットの影響を抑えること
ができ、クロック情報も十分に得ることができる光記録
媒体を提供する。 【解決手段】 グルーブの両側縁が互いに逆位相となる
ようにウォブルされ、グルーブの幅の変化によりクロッ
ク信号が記録された光記録媒体である。このようにグル
ーブの両側縁が逆位相となるようにウォブルすると、ト
ラック中心から見たときにウォブルが左右対称となり、
オフセットがキャンセルされる。幅変調グルーブを光学
カッティングするには、高周波で露光ビームをウォブル
させながらレジストを露光し、前記高周波ウォブルをグ
ルーブ形状に応じたエンベロープに変調することで所望
のグルーブ形状にパターニングする、あるいは、互いに
逆位相でウォブルされる２ビームによりレジストを露光
し、これら２ビームを重ね合わせることで幅が変化する
グルーブをパターニングする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高密度記録可能な
光記録媒体に関するものであり、さらには、かかる光記
録媒体の製造に用いて好適な光学カッティング方法、光
学カッティング装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】書き換え可能な高密度光記録媒体、特に
光磁気記録媒体において、ディスク基板を０．６ｍｍと
薄くし光学系の開口数ＮＡ０．６を可能にし、さらに磁
界変調を可能とするため単板構造として、記録再生レー
ザ波長６３０〜６５０ｎｍ、トラックピッチ０．６μ
ｍ、記録線密度０．２０μｍ／ビットで片面（直径１２
ｃｍのいわゆるＣＤサイズ）５〜７ＧＢという大容量を
実現するフォーマットが提案されている。

【０００３】この場合、グルーブ構造としては、高密度
化に有利なランド／グルーブ記録方式が採用されてい
る。

【０００４】上記ランド／グルーブ記録方式では、ラン
ドとグルーブの両方に記録再生が可能なフォーマットに
なっており、光ディスクはランドとグルーブの２スパイ
ラル構造となる。そして、グルーブをウォブリングする
ことでアドレス情報及びクロック情報を入れ、特にクロ
ック情報をデータ部と共有することで効率を上げてい
る。

【０００５】ランド／グルーブフォーマットは、狭トラ
ックピッチ化に有効なフォーマットであり、その特徴と
して、プッシュプル信号でトラッキング信号を取る際、
２トラックから信号が得られるため、従来の半分のトラ
ックピッチまで同等なエラー信号を作り出すことがで
き、その極性でランド側とグルーブ側を区別することが
できることが挙げられる。

【０００６】また、光磁気記録媒体の再生においても、
ランドとグルーブでの再生側からの深さの違いから光学
的にマスクすることが可能で、深さをうまく選んでやる
ことで隣接するトラックからのクロストークを減少させ
ることが可能である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、データ部に
は、種々の冗長を含んだユーザデータを記録再生する
が、ある一定の周波数でグルーブをウォブルすること
で、この信号から外部クロックを生成し、このクロック
に同期して記録再生を行う。

【０００８】しかしながら、単にグルーブをウォブルさ
せると、ウォブルされたグルーブによって光の偏向方向
が変動し、再生信号がオフセットしてしまうという問題
が生ずる。

【０００９】そこで本発明は、かかる従来の実情に鑑み
て提案されたものであって、再生信号へのオフセットの
影響を抑えることができ、クロック情報も十分に得るこ
とができる光記録媒体を提供することを目的とするもの
である。さらに本発明は、このような光記録媒体を製造
する際に適用して好適な光学カッティング方法、光学カ
ッティング装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明の光記録媒体は、グルーブの両側縁が互い
に逆位相となるようにウォブルされ、当該グルーブの幅
の変化によりクロック信号が記録されていることを特徴
とする。

【００１１】このようにグルーブの両側縁が逆位相とな
るようにウォブルすると、トラック中心から見たときに
左右対称となり、先に述べたオフセットが左右で逆に働
きキャンセルされる。その結果、再生信号への影響が抑
えられ、クロック情報も効率良くとることができる。

【００１２】上記のような光記録媒体を製造する場合、
クロック部の幅変調をレーザパワーを変更することで実
現することが考えられるが、ウォブル量が３０ｎｍ程度
と少ないため、レーザパワーの制御が難しく、目標とす
るウォブル幅を得ることが難しい。また、得られたとし
ても、同一原盤内で内外周差が生じたり、スタンパ毎に
ウォブル量がばらつく等の問題が発生する。

【００１３】本発明の光学カッティング方法及び光学カ
ッティング装置は、このような問題を解決するために案
出されたものである。

【００１４】すなわち、本発明の光学カッティング方法
は、高周波で露光ビームをウォブルさせながらレジスト
を露光し、前記高周波ウォブルをグルーブ形状に応じた
エンベロープに変調することで所望のグルーブ形状にパ
ターニングすることを特徴とするものであり、あるい
は、互いに逆位相でウォブルされる２ビームによりレジ
ストを露光し、これら２ビームを重ね合わせることで幅
が変化するグルーブをパターニングすることを特徴とす
るものである。

【００１５】また、本発明のカッティング装置は、露光
ビームを出射する光源と、前記露光ビームを高周波でウ
ォブルする偏向素子と、前記偏向素子に入力される高周
波をグルーブ形状に応じたエンベロープに変調する制御
手段とを備えることを特徴とするものであり、あるい
は、露光ビームを出射する光源と、出射された露光ビー
ムを２ビームに分割するビームスプリッタと、分割され
た各ビームをウォブルさせる偏向素子と、２ビームのウ
ォブルが互いに逆位相となるように上記偏向素子を制御
する制御手段とを備えることを特徴とするものである。

【００１６】これら光学カッティング方法、光学カッテ
ィング装置によれば、幅変調されたグルーブが安定に形
成される。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の光記録媒体、例えば光磁
気ディスクにおいては、スパイラル状あるいは同心円状
のグルーブが形成されており、このグルーブ及びグルー
ブ間のランドの両者にユーザデータが記録再生される構
成とされている。

【００１８】図１は、この光磁気ディスクにおけるグル
ーブＧ及びランドＬの形状を示すものである。

【００１９】クロック領域では、グルーブＧは、両側縁
が互いに逆位相でウォブルされており、その結果、グル
ーブ幅が周期的に変動する，いわゆる幅変調された状態
となっている。グルーブＧ間のランドＬも同様である。

【００２０】クロック領域、すなわちデータ部には、Ｅ
ＣＣ（Error Correction Code ）等の冗長を含んだユー
ザデータを記録再生するが、本発明では、グルーブを幅
変調することで、この信号から外部クロックを生成し、
このクロックに同期して記録再生を行う。

【００２１】グルーブＧにおいて、ウォブルはトラック
中心から見たときに左右が対称にされており、トラック
幅が変化することで戻り光が変化し、例えば２分割フォ
トディテクタを用いたときに、この戻り光の変化を和信
号として検出することができる。

【００２２】一方、上記グルーブＧは、同位相でウォブ
ルされるアドレス領域を有し、この領域に記録されたア
ドレス信号によりアドレス情報を得ることができる。

【００２３】光磁気ディスクにおけるフレーム構成とウ
ォブルアドレスの原理を説明すると、本例の光磁気ディ
スクでは、１トラックがＮ個のフレームに分割され、各
フレームは、２ｋＢのデータ部と、トラックアドレス、
フレームアドレスを記録したアドレス部から構成されて
いる。

【００２４】１セクター２ｋＢ単位として扱う場合、１
フレームと１セクターが一致し、１セクター３２ｋＢの
場合、１４フレームで１セクターとなる。アドレス部は
さらに第１アドレスと第２アドレスに分けられる。

【００２５】ここで、グルーブＧをウォブリングさせる
ことでアドレス情報を記録しているため、ランドＬでも
アドレス再生ができるように、図２に示す如く交互に有
効になるようアドレス情報を振り分けている。

【００２６】つまり、グルーブＧ側では第１アドレス、
第２アドレスのいずれも再生することができるが、ラン
ドＬ側では左右のトラック（グルーブ）で同じウォブル
がされている部分のみ再生することができる。

【００２７】したがって、ランドＬ、グルーブＧでは、
同じアドレスを共有することになるが、図３に示すよう
に、第１アドレスか第２アドレスかを選択するために、
アドレスマークの極性が２種類あり、どちらが有効であ
るかを認識することができる。アドレスマークはアドレ
ス部に比べて大きな振幅でウォブルされているため、そ
の振幅差から検出することができる。

【００２８】なお、アドレス部を図４に示すように片側
のみウォブルするような構成とすることで、第１アドレ
ス、第２アドレスの２つを持たずにランドＬとグルーブ
Ｇでアドレスを再生することが可能となるが、この場合
には、検出精度を上げるためにウォブル量を大きくする
と隣接トラックからのクロストークが大きくなるため、
結果的に読み取り能力が劣化してしまう。

【００２９】上述の光磁気ディスクを製造する際に、幅
変調されたグルーブ形状をパターニングするには、下記
のような光学カッティングを行えばよい。

【００３０】図５は、２ビームのウォブル光学系を構成
し、それぞれにウォブル信号を入れ、これらを重ね合わ
せることにより幅変調光学カッティングを実現する光学
カッティング装置の構成例を示すものである。

【００３１】この光学カッティング装置は、露光用レー
ザ（Ｋｒ４１３ｎｍ）１と、この露光用レーザ１からの
レーザビームを２ビームに分割するビームスプリッタ
２，３、各ビームの変調（ＯＮ／ＯＦＦ）を行う光変調
素子４，５、各ビームをウォブルさせる光偏向素子６，
７、この光偏向素子６，７を制御するフォーマッタ８と
を備え、光偏向素子６，７によりウォブルされた各ビー
ムをビームスプリッタ９，１０，１１やミラー１２、１
／４波長板１３、絞り込みレンズ１４、対物レンズ１５
等の光学系を介してレジスト原盤１６に照射するような
構成とされている。

【００３２】また、露光用レーザ１からのレーザビーム
は電気光学変調器（ＥＯＭ）１７を介してフォトディテ
クター１８によりモニタされており、強度に変化があっ
た場合、ＡＰＣドライバ１９によりフィードバックし、
上記ＥＯＭ１７により強度を一定に保つように制御され
ている。

【００３３】さらに、レジスト原盤１６からの反射光を
モニタする反射光モニタカメラ２０も設けられている。

【００３４】上述の構成の光学カッティング装置におい
て、フォーマッタ８から電圧３０ｍＶ、周波数１．２１
５ＭＨｚのサイン波、および逆相のサイン波を発生さ
せ、それぞれ光偏向素子６，７に入力する。

【００３５】これにより、図６Ａに示すように、各ビー
ムＢ₁，Ｂ₂は互いに逆相でウォブルされ、レジスト原盤
１６の番面上でこれら２ビームＢ₁，Ｂ₂の間隔の設定に
より、グルーブ幅が決まる。そして、この逆相ウォブル
により、図６Ｂに示すように、グルーブに周期的に幅狭
部、幅広部を形成する。

【００３６】アドレスは、グルーブ幅を変えない半径方
向のウォブルになるので、ウォブル信号を同相のまま光
偏向素子６，７に入力することによって形成される。

【００３７】アドレス露光時に、逆相ウォブル出力をオ
フにして、１ビームで露光することも可能であり、この
方法では、フォーマッタの出力の切り替えが不要にな
り、より簡易なフォーマッタでのカッティングが実現さ
れる。

【００３８】上記フォーマッタ８は、図７に示すような
構成を有し、先ず、外部もしくはクリスタルによる基準
クロックを１／Ｘに分周し、カッティングマシンのスピ
ンドル回転制御のための基準信号（１５．７５ｋＨｚ：
４５０rpm ）を生成する。

【００３９】ランド、グルーブフォーマットであるた
め、レーザビームの送りは２トラック分になるが、ディ
スクが１周した時に同じ位相でレーザをウォブルしなけ
ればならないため、ウォブル生成のためのクロックはデ
ィスク回転に対して正確に同期していなければならな
い。つまり、グルーブでは自分でウォブルした信号を再
生することができるが、ランドでは隣接するグルーブを
読むことになるので、同期が取れていないと再生できな
いことになる。

【００４０】したがって、同じ基準クロックに対してＭ
／Ｎ倍のマスタークロックをＰＬＬ回路２１によって生
成する。この分周値（Ｍ，Ｎ）は、ＣＡＶでカッティン
グする際にディスクをゾーンに分割しそのゾーンによっ
てパラメータを変えることで各ゾーンに対応したクロッ
ク生成が行える。

【００４１】このマスタークロックを１／１６に分周
し、バイトクロックを生成する。このときの分周器２２
のカウンターアドレスがクロックウォブルのためのＳＩ
Ｎ波に変換するためのテーブル用アドレスとして用いら
れる。このＳＩＮ波の振幅情報として変換された後、Ｄ
／Ａ変換器２３に入り、アナログ信号（クロックウォブ
ル信号）になる。

【００４２】バイトクロックは、１／２８５０に分周す
ることでフレームクロックとなる。このうち先頭の９６
バイト分がアドレス部となるため、この部分を示す信号
（ＡＤＲ部）をＳＩＮ波変換テーブル２４のイネーブル
として使うことで、アドレス部分では生成パターンを出
さないようにコントロールすることができる。

【００４３】さらに、このフレームクロックを例えば最
外周では６６数えると１トラックとなる。これらのフレ
ームカウンター２５とトラックカウンター２６の値を変
換テーブルに入れ、グレーコード化等の変調を行った
後、パラレルシリアル変換器２７によりパラレルシリア
ル変換される（アドレスウォブル信号）。

【００４４】アドレス部では同相で、クロック部では逆
相でウォブリングを行うために、クロックウォブル信号
は反転信号も作り、２つの極性の信号に対して各々アド
レスウォブル信号が加算されることによって２ビームの
ためのウォブル信号が作られる。

【００４５】また、これら２つの信号は、２ビームの相
対的位置関係を補正するために、ディレイ２８，２９に
より時間的なディレイを変えられる構成にしており、デ
ィスク盤面での位置に合わせて駆動信号をずらしてい
る。

【００４６】図８には、２ビーム露光のための別の光学
系を示す。

【００４７】先の図５に示す光学系では、レーザビーム
の変調（ＯＮ／ＯＦＦ）と偏向とを別々の素子で行った
が、この図８に示す光学系では、同一素子３１，３２で
変調、偏向を実現している。

【００４８】図５に示す例では、光変調素子４，５に音
響光学素子（ＡＯＭ）を用い、ＡＯＭで高速変調するた
めレーザビームを単レンズで絞り込み、その焦点面にＡ
ＯＭを設置しているが、焦点からＡＯＭをずらすことに
より変調とともに偏向をも可能にしたものである。

【００４９】この光学系を採用すると、デバイス組み立
て調整工数が半分になり、容易に２ビームの高速ウォブ
ルが可能になる。

【００５０】一方、１ビームのウォブル光学系を構成
し、図９に示すように、高周波で露光ビームＢを半径方
向に掃引することにより、幅変調グルーブを形成するこ
とも可能である。この際、入力する高周波のエンベロー
プを得ようとするグルーブ形状と同様に変調しておくこ
とにより、所望のパターニングを実現することができ
る。

【００５１】光学系としては、図１０に示すように、図
５に示す光学系の一方のビームに対応する部分のみを使
うのが最も単純であるが、高い周波数でビームを振る場
合、偏向素子の特性に注意を払う必要がある。

【００５２】ＡＯＭを用いる場合、シリンドリカル効果
によるビームの質の劣化が生じ、これを避ける必要があ
るからである。したがって、偏向素子としてＥＯＭを用
いる、またはＡＯＭへの入射ビームを絞る等の工夫が必
要になる。後者を採用する場合は、図８に記述した光学
系の一方を利用すればよい。または、図８に示す光学系
において、ＡＯＭを絞りレンズの焦点からずらした位置
に置くことも可能である。

【００５３】実験に用いた周波数は、クロック周波数
１．２１５ＭＨｚの４〜８倍で、それぞれ４．８６ＭＨ
ｚ〜９．７２ＭＨｚに設定した。これは、ウォブル空間
周波数をクロック空間周波数の整数倍にすることによ
り、円滑なパターン形成を可能にするためである。

【００５４】また、４倍以上の周波数で重ね書くことに
より、滑らかなエンベロープが得られる。なお、この周
波数は、高ければ高いほど良いが、実際にはＡＯＭの帯
域で制限され、現状では本実験に用いた８倍程度が限界
である。

【００５５】１ビーム露光の場合のフォーマッタの回路
構成は、２ビーム露光の場合とほとんど同じであるが、
図１１に示すように、１ビームで高周波重畳を行うため
に、最終段の演算部分が異なっている。すなわち、Ｄ／
Ａ変換されたアドレスウォブル信号を使ってマスターク
ロックをオフセットさせた信号と、クロックウォブル信
号を使ってマスタークロックを振幅変調した信号を加算
する。この信号でビームのウォブルを制御する。

【００５６】この例ではマスタークロックを使っている
が、原理的にはクロックウォブルの周波数に対して４倍
程度の周波数で良いので、マスタークロックを１／４分
周した信号を使って生成しても構わない。

【００５７】以上、クロック形成、アドレス形成につい
て説明してきたが、以上の説明では、アドレスに関して
は両側ウォブルの場合のみ言及している。アドレスの記
録方法としては、片側ウォブル、幅変調等の可能性も考
えられるが、基本的には、上述された方法を適用し、フ
ォーマッタからパターンに応じた信号を入力することに
より、両側ウォブルの場合と同様に形成することができ
る。

【００５８】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の光記録媒体では、再生信号へのオフセットの影響を
抑えることができ、クロック情報も十分に得ることがで
きる。

【００５９】また、本発明の光学カッティング方法、光
学カッティング装置によれば、上記のような幅変調グル
ーブをばらつきなく安定に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】グルーブ及びアドレスの形状を示す模式図であ
る。

【図２】アドレス構成を示す図である。

【図３】アドレスマークの識別法を説明するための模式
図である。

【図４】アドレス形状の他の例を示す模式図である。

【図５】２ビーム露光方式の光学カッティング装置の構
成例を示す模式図である。

【図６】２ビーム露光による露光パターンを示す模式図
である。

【図７】２ビーム露光する際のフォーマッタの回路構成
を示すブロック図である。

【図８】２ビーム露光方式の光学カッティング装置の他
の例を示す模式図である。

【図９】１ビーム露光による露光パターンを示す模式図
である。

【図１０】１ビーム露光方式の光学カッティング装置の
一例を示す模式図である。

【図１１】１ビーム露光する際のフォーマッタの回路構
成を示すブロック図である。

【符号の説明】

Ｇ グルーブ、Ｌ ランド、１ 露光用レーザ、６，７
光偏向素子、８ フォーマッタ、１６ レジスト原盤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柏木 俊行 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 グルーブの両側縁が互いに逆位相となる
   ようにウォブルされ、当該グルーブの幅の変化によりク
   ロック信号が記録されていることを特徴とする光記録媒
   体。
2. 【請求項２】 上記グルーブは、両側縁が互いに同位相
   となるようにウォブルされた領域を有し、この領域にア
   ドレス信号が記録されていることを特徴とする請求項１
   記載の光記録媒体。
3. 【請求項３】 高周波で露光ビームをウォブルさせなが
   らレジストを露光し、前記高周波ウォブルをグルーブ形
   状に応じたエンベロープに変調することで、両側縁が互
   いに逆位相又は同位相となるようにウォブルされたグル
   ーブ形状にパターニングすることを特徴とする光学カッ
   ティング方法。
4. 【請求項４】 クロック空間周波数の４倍以上の空間周
   波数で露光ビームをウォブルさせることを特徴とする請
   求項３記載の光学カッティング方法。
5. 【請求項５】 互いに逆位相でウォブルされる２ビーム
   によりレジストを露光し、これら２ビームを重ね合わせ
   ることで幅が変化するグルーブをパターニングすること
   を特徴とする光学カッティング方法。
6. 【請求項６】 露光ビームを出射する光源と、 前記露光ビームを高周波でウォブルする偏向素子と、 前記偏向素子に入力される高周波をグルーブ形状に応じ
   たエンベロープに変調する制御手段とを備えることを特
   徴とする光学カッティング装置。
7. 【請求項７】 露光ビームを出射する光源と、 出射された露光ビームを２ビームに分割するビームスプ
   リッタと、 分割された各ビームをウォブルさせる偏向素子と、 ２ビームのウォブルが互いに逆位相となるように上記偏
   向素子を制御する制御手段とを備えることを特徴とする
   光学カッティング装置。