JP2003203391A

JP2003203391A - 光ディスク

Info

Publication number: JP2003203391A
Application number: JP2003017837A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Shimizu; 明彦清水
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-01-27
Filing date: 2003-01-27
Publication date: 2003-07-18

Abstract

(57)【要約】【目的】ディスク基板に記録層と反射層とを順次積層
する光ディスクのプリピットをディスク基板に凹形状に
形成しても、これが良好に読み取られるようにする。【構成】ディスク基板４の屈折率ｎ１、記録層５の屈
折率ｎ２、ディスク基板４と記録層５との境界面におけ
るプリピット８の深さｄ１、記録層５と反射層６との境
界面におけるプリピット８の深さｄ２′、光線の波長λ
が、λ／４≦(ｎ１−ｎ２)ｄ１＋ｎ２ｄ２′≦λ／２を
満足するようにする。プリピット８が凹形状であるため
に記録層５の膜厚や反射層６の表面形状が均一とならな
くとも、プリピット８の有無による反射光の強度差が大
きくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク及び原盤露
光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、大容量の情報を迅速に記録再生で
きる記録媒体として光ディスクが実用化されており、例
えば、再生専用のＣＤ(Compact Disk)、追記可能なＣＤ
−Ｒ(Compact Disk-Recoderable)、書替自在なＭＯ(Mag
neto Optical Disk)、などがある。再生専用のＣＤは、
光線の入射方向に対して凹形状のピットにより情報が予
め固定的に記録されており、書替自在なＭＯは、露光に
より情報が書替自在に記録されるトラックのみ予め形成
されている。追記可能なＣＤ−Ｒは、再生専用領域と記
録再生領域とを有しており、再生専用領域はプリピット
により情報が予め固定的に記録されているが、記録再生
領域は露光により情報が記録されるトラックのみ予め形
成されている。

【０００３】より具体的には、追記型のＣＤ−Ｒは、再
生専用のＣＤと同様にスタンパによる射出成形により形
成されたディスク基板に対し、再生専用領域には反射層
が成膜され、記録再生領域には記録層と反射層とが成膜
される。しかし、これでは再生専用領域と記録再生領域
との積層構造が相違するので生産性が良好でなく、再生
専用領域と記録再生領域とを連続的にトラッキングする
ことも困難である。

【０００４】このような課題を解決するため、特開平4-
289534号公報に開示された追記型の光ディスクは、再生
専用領域も記録再生領域と同様に記録層と反射層とを有
する。そして、ディスク基板には再生専用領域のプリピ
ットを高い凸形状に形成すると共に記録再生領域のグル
ーブを低い凸形状に形成し、このようなグルーブ上の位
置で記録層にピットを形成する。このような光ディスク
では、再生専用領域と記録再生領域との積層構造が同一
であり、再生専用領域のプリピットと記録再生領域のピ
ットとが略同形状となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のように
ディスク基板に凸形状にプリピットやグルーブを形成す
るには、これらが凹形状に形成されたスタンパにより樹
脂を射出成形する必要がある。この場合、マスタスタン
パから転写複製したマザースタンパを使用する必要があ
るので、工程が増加して歩留りも低下する。また、スタ
ンパの凹形状をディスク基板に凸形状として転写するこ
とは、凸形状を凹形状に転写することより困難であり、
プリピットの高さが不均一となりやすい。

【０００６】さらに、プリピットやグルーブが凸形状の
ディスク基板に記録層や反射層を積層する場合、その材
料をスピンコート法などで塗布することになる。しか
し、このように塗布した材料は凸形状の上部からディス
ク基板の表面に流動するので、記録層がプリピットやグ
ルーブ上の位置で薄くなりがちであり、光ディスクの品
質を均一に維持することが困難である。

【０００７】例えば、特開平2-42652 号公報に開示され
た光ディスクでは、ディスク基板に凹形状にプリピット
を形成するので、上述のような課題は発生しない。この
場合、光線はディスク基板と記録層とを透過して反射層
により反射されるが、この過程においてディスク基板と
記録層との境界面でプリピットの形状により回折される
ので、その反射光の強度によりプリピットが読み取られ
る。

【０００８】しかし、実際にプリピットが凹形状に形成
されたディスク基板の表面に記録層の材料を塗布する
と、この材料はディスク基板の表面から凹形状に流入す
る。このため、ディスク基板のプリピットの位置では、
やはり記録層の膜厚が均一とならず、反射層の表面形状
も一様とならないので、反射層で反射されて記録層を透
過した光線の強度からプリピットを高精度に読み取るこ
とが困難である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
ディスク基板と記録層と反射層とが順番に積層され、再
生専用領域には光線により再生される情報が予め固定的
に記録され、記録再生領域には光線による情報の記録と
再生とが実行される光ディスクにおいて、前記再生専用
領域に記録される情報を前記ディスク基板に凹形状のプ
リピットで形成し、前記ディスク基板の屈折率をｎ１、
前記記録層の屈折率をｎ２、前記ディスク基板と前記記
録層との境界面における前記プリピットの深さをｄ１、
前記記録層と前記反射層との境界面における前記プリピ
ットの深さをｄ２′、光線の波長をλとすると、 λ／４≦(ｎ１−ｎ２)ｄ１＋ｎ２ｄ２′≦λ／２を満足させる。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明の光ディスクにおいて、プリピットを長いほど狭い形
状に形成した。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明の光ディスクにおいて、プリピットを長いほど浅い形
状に形成した。

【００１２】請求項４記載の発明は、請求項１記載の発
明の光ディスクにおいて、プリピットを連続する複数の
丸穴により形成した。

【００１３】請求項５記載の発明は、光ディスクの原盤
に光線によりプリピットを露光する原盤露光装置におい
て、露光するプリピットが長いほど光線の強度が低く設
定されている。

【００１４】請求項６記載の発明は、請求項５記載の発
明の原盤露光装置において、原盤を露光する光路上に印
加電圧に対応して透過光量が変化する光量変調器を配置
し、プリピットの記録信号の周波数を電圧に変換して前
記光量変調器に印加する変調器駆動手段を設けた。

【００１５】請求項７記載の発明は、印加電圧に対応し
て透過光量が変化する光量変調器を原盤を露光する光路
上に配置し、プリピットの記録信号の長さを検出して予
め設定された対応する電圧を前記光量変調器に印加する
変調器駆動手段を設けた。

【００１６】請求項８記載の発明は、光ディスクの原盤
に光線によりプリピットを露光する原盤露光装置におい
て、原盤を露光する光路上に入力信号に対応して透過光
をオンオフするシャッタ手段を配置し、プリピットの記
録信号と基準クロックとを論理和した信号を前記シャッ
タ手段に出力するシャッタ駆動手段を設けた。

【００１７】

【作用】請求項１記載の発明の光ディスクでは、再生専
用領域に記録される情報がディスク基板に凹形状のプリ
ピットで形成されているので、反射層により反射される
光線がディスク基板と記録層との境界面でプリピットの
形状により回折される。このような形状のプリピットの
位置では、記録層の膜厚が均一とならず、反射層の表面
形状も一様とならないが、ディスク基板の屈折率ｎ１、
記録層の屈折率ｎ２、ディスク基板と記録層との境界面
におけるプリピットの深さｄ１、記録層と反射層との境
界面におけるプリピットの深さｄ２′、光線の波長λ
が、 λ／４≦(ｎ１−ｎ２)ｄ１＋ｎ２ｄ２′≦λ／２の関係を満足するので、プリピットの有無による反射光
の強度差が大きく、プリピットが良好に読み取られる。

【００１８】請求項２記載の発明の光ディスクでは、プ
リピットを長いほど狭い形状に形成したので、記録層の
材料が長いプリピットに多量に流入する度合が軽減され
る。

【００１９】請求項３記載の発明の光ディスクでは、プ
リピットを長いほど浅い形状に形成したので、記録層の
材料が長いプリピットに多量に流入する度合が軽減され
る。

【００２０】請求項４記載の発明の原盤露光装置では、
プリピットを連続する複数の丸穴により形成したので、
記録層の材料が長いプリピットに多量に流入する度合が
軽減される。

【００２１】請求項５記載の発明の原盤露光装置では、
光ディスクの原盤に光線によりプリピットを露光する
際、プリピットが長いほど光線の強度が低いので、プリ
ピットを長いほど狭い形状や浅い形状に形成できる。

【００２２】請求項６記載の発明の原盤露光装置では、
プリピットの記録信号を変調器駆動手段が周波数から電
圧に変換して光量変調器に印加すると、この光量変調器
は印加電圧に対応して原盤を露光する透過光を変調する
ので、この光線はプリピットが長いほど強度が低い。

【００２３】請求項７記載の発明の原盤露光装置では、
プリピットの記録信号の長さを変調器駆動手段が検出し
て予め設定された対応する電圧を光量変調器に印加する
と、この光量変調器は印加電圧に対応して原盤を露光す
る透過光を変調するので、この光線はプリピットが長い
ほど強度が低い。

【００２４】請求項８記載の発明の原盤露光装置では、
光ディスクの原盤に光線によりプリピットを露光する
際、プリピットの記録信号と基準クロックとを論理和し
た信号をシャッタ駆動手段がシャッタ手段に出力する
と、このシャッタ手段は入力信号に対応して原盤を露光
する透過光をオンオフするので、この光線によりプリピ
ットが連続する複数の丸穴として形成される。

【００２５】

【実施例】本発明の光ディスクの第一の実施例を図１な
いし図３に基づいて以下に説明する。まず、本実施例の
光ディスク１は、図１に示すように、追記型に形成され
ており、再生専用領域２と記録再生領域３との両方を有
している。これらの領域２，３の積層構造は同一であ
り、ＰＣ(Ｐolycarbonate)等の透明な樹脂からなるディ
スク基板４に、シアニン色素等の有機系色素からなる記
録層５と、Ａｕ等の金属からなる反射層６と、樹脂から
なる保護層７とが、順番に積層されている。

【００２６】前記再生専用領域２には光線により再生さ
れる情報が予め固定的に記録されているが、図１及び図
２に示すように、これは前記ディスク基板４に深い凹形
状のプリピット８で形成されている。前記記録再生領域
３には情報の記録と再生とが実行されるトラックが予め
固定的に形成されているが、これも前記ディスク基板４
に浅い凹形状のグルーブ９として形成されている。

【００２７】このようにプリピット８やグルーブ９が凹
形状に形成された前記ディスク基板４の表面に前記各層
５〜７等は積層されているが、これらの各層５〜７はプ
リピット８やグルーブ９の位置で膜厚が増大しており、
その表面にはプリピット８やグルーブ９の形状は正確に
は形成されていない。

【００２８】そして、本実施例の光ディスク１は、前記
ディスク基板４の屈折率をｎ１、前記記録層５の屈折率
をｎ２、前記ディスク基板４と前記記録層５との境界面
における前記プリピット８の深さをｄ１、前記記録層５
と前記反射層６との境界面における前記プリピット８の
深さをｄ２′、光線の波長をλとすると、 λ／４≦(ｎ１−ｎ２)ｄ１＋ｎ２ｄ２′≦λ／２を満足するよう形成されている。

【００２９】なお、前記ディスク基板４に形成されたプ
リピット８は、図３（ａ）に示すように、既存のＣＤと
同様に、ＥＦＭ(Eight to Fourteen Modulation)信号に
対応して３Ｔ〜１１Ｔの長さに形成されているが、図３
（ｂ）に示すように、その溝幅Ｗと深さＤとは一定であ
る。

【００３０】このような構成において、本実施例の光デ
ィスク１は、既存のＣＤ−Ｒと同様に、記録再生領域３
ではグルーブ９上の位置で情報が光線により記録再生さ
れ、再生専用領域２ではプリピット８により予め記録さ
れた情報が光線により再生される。

【００３１】このように再生専用領域２の情報が再生さ
れる場合は、ディスク基板４と記録層５とを透過した光
線が反射層６により反射されて記録層５とディスク基板
４とを透過するが、この過程において光線がディスク基
板４と記録層５との境界面でプリピット８の形状により
回折される。このように反射層６により反射されて記録
層５とディスク基板４とを透過する過程で、プリピット
８で回折された光線と回折されない光線との強度差が大
きければ、光ディスク１のプリピット８は良好に読み取
られることになる。

【００３２】このことを以下に検証する。なお、以下で
は説明を簡略化するため、ディスク基板４と記録層５と
の境界面をディスク基板４の表面、記録層５と反射層６
との境界面を記録層５の表面と呼称する。まず、図１に
示すように、プリピット８の頂点から記録層５を透過し
て反射層６に到達する光路長をＬ１、プリピット８の頂
点と同一高さからディスク基板４と記録層５とを透過し
て反射層６に到達する光路長をＬ２とすると、その光路
差△Ｌは“△Ｌ＝Ｌ２−Ｌ１”である。

【００３３】そこで、ディスク基板４の屈折率をｎ１、
記録層５の屈折率をｎ２、ディスク基板４の表面におけ
るプリピット８の深さをｄ１、プリピット８でない位置
の記録層５の膜厚をｄ２、記録層５の表面におけるプリ
ピット８の深さをｄ２′とすると、プリピット８の有無
による光路差△Ｌは、 △Ｌ＝Ｌ２−Ｌ１＝ｎ１ｄ１＋ｎ２ｄ２−ｎ２{ｄ１＋(ｄ２′)} ＝(ｎ１−ｎ２)ｄ１＋ｎ２ｄ２′ となる。

【００３４】そして、このような光路差△Ｌが、光線の
波長をλに対し、 λ／４≦△Ｌ≦λ／２の関係を満足すれば、プリピット８で回折された光線と
回折されない光線との強度差が最大となる。つまり、本
実施例の光ディスク１は、プリピット８をディスク基板
４の表面に凹形状に形成することにより、記録層５の膜
厚や反射層６の表面形状が均一とならないが、 λ／４≦(ｎ１−ｎ２)ｄ１＋ｎ２ｄ２′≦λ／２の関係を満足するのでプリピット８が良好に読み取られ
る。

【００３５】ここで、試作品の光ディスク１による実験
結果を以下に説明する。ディスク基板４として、屈折率
ｎ１＝1.59のＰＣを採用し、その表面に深さｄ１＝3500
(Å)のプリピット８を形成した。記録層５として、屈折
率ｎ２＝2.5 のシアニン色素を採用し、これをスピンコ
ート法により膜厚ｄ２＝500(Å）に成膜した。そして、
その表面におけるプリピット８を走査型トンネル顕微鏡
により測定したところ、これは深さｄ２′＝2500(Å)で
あった。光源として一般的な半導体レーザを利用したの
で、その光線は波長λ＝780(nm)であった。

【００３６】上述のような条件で、ディスク基板４の表
面におけるプリピット８の最適な深さｄ１を前述の演算
式により検証すると“3000(Å)≦ｄ１≦4700(Å)”とな
るので、深さｄ１＝3500(Å)のプリピット８は良好に読
み取られることになる。このように試作した光ディスク
１の１１Ｔのプリピット８の変調度を測定したところ、
これは0.65であった。そこで、この光ディスク１を既存
のＣＤプレーヤにより再生したところ、変調度の不足に
よるエラーが発生することはなく、プリピット８が良好
に読み取られることが確認された。

【００３７】本実施例の光ディスク１は、上述のように
ディスク基板４に凹形状にプリピット８を形成するの
で、その成形にマスタスタンパを使用することができ、
工程を削減して歩留りを低下させることができる。この
ようにスタンパによりディスク基板４を成形する場合、
スタンパの凸形状をディスク基板４に凹形状として転写
することは、凹形状を凸形状に転写することより容易な
ので、プリピット８を高精度に形成することができる。

【００３８】そして、このようにプリピット８が凹形状
に形成されたディスク基板４の表面に記録層５を成膜す
ると、その材料がプリピット８に流入するために記録層
５の膜厚や反射層６の表面形状が均一とならないが、前
述した条件式を満足するよう光ディスク１の各部を設計
すれば、プリピット８は良好に読み取られる。

【００３９】なお、前述した試作品の光ディスク１のプ
リピット８の深さｄ１＝3500(Å)は、成形時の転写性を
考慮した数値であるので、このようなプリピット８は高
精度に形成されて良好に読み取られることになる。ま
た、上述した試作品の本実施例の光ディスク１では、記
録層５をシアニン色素により製作したが、これをフタロ
シアニン色素により製作する場合でも、前述した条件式
を満足すればプリピット８は良好に読み取られる。

【００４０】さらに、本実施例の光ディスク１では、図
３に示すように、プリピット８の溝幅Ｗと深さＤとを均
一に形成することを例示したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、図４に示すように、プリピッ
ト１０を長いほど狭い形状に形成することや、図５に示
すように、プリピット１１を長いほど浅い形状に形成す
ることも可能である。このような形状にプリピット１
０，１１を形成すると、記録層５の膜厚の変動が軽減さ
れるので、より良好にプリピット１０，１１を読み取る
ことができる。このことを以下に説明する。

【００４１】まず、前述のように溝幅Ｗと深さＤとが均
一な凹形状のプリピット８における記録層５の膜厚を調
査したところ、短いプリピット８ほど記録層５の膜厚が
変動することが判明した。そこで、これと長いプリピッ
ト８との関係を調査したところ、短いプリピット８にお
ける記録層５の膜厚は、近傍に長いプリピット８が位置
すると厚く、近傍に長いプリピット８が位置しないと薄
いことが判明した。

【００４２】つまり、記録層５は硬化する際に収縮する
が、プリピット８は長いほど体積も大きいのでヒケも大
きいので、短いプリピット８の近傍に長いプリピット８
が位置すると、硬化する記録層５の材料が長いプリピッ
ト８に引き寄せられ、短いプリピット８の位置では記録
層５の膜厚が減少する。これを防止するためには、長い
プリピット８の体積を削減すれば良いことになるので、
上述のように長いほど狭い形状や浅い形状にプリピット
１０，１１を形成すれば、記録層５の膜厚の変動を軽減
して読取精度を改善することができる。

【００４３】なお、このように長いほど狭い形状や浅い
形状にプリピット１０，１１を形成すると読取エラーの
発生が懸念されるが、これは溝幅“Ｗ＝0.5±0.1（μ
m)”、深さ“ｄ２′＝1100±100(Å）”の範囲であれ
ば、信号規格を満足して読取エラーが発生しないことが
確認されている。換言すると、本実施例の光ディスク
は、長いほど狭い形状や浅い形状にプリピット１０，１
１を形成する場合でも、上述した許容範囲を逸脱しない
範囲でプリピット１０，１１を形成する。

【００４４】ここで、このような形状のプリピット１
０，１１を実現する原盤露光装置１２を、本発明の原盤
露光装置の第一の実施例として図６ないし図８に基づい
て以下に説明する。なお、以下では説明を簡略化するた
め、プリピット１０のみを例示して説明するが、これは
プリピット１１でも同様である。

【００４５】本実施例の原盤露光装置１２は、図６に示
すように、Ａｒレーザ管１３を有しており、その光路上
に、ピンホールプレート１４、光量変調器１５、反射ミ
ラー１６、ピンホールプレート１７、ビーム整形器１
８、対物レンズ１９、が配置されている。この対物レン
ズ１９と対向する位置には、ターンテーブル２０が回転
自在に軸支されており、このターンテーブル２０上に原
盤２１が載置される。前記光量変調器１５は、光学音響
素子からなり、印加電圧に対応して透過光量が変化す
る。

【００４６】この光量変調器１５には、図７に示すよう
に、変調器駆動手段である変調器駆動回路２２が接続さ
れており、この変調器駆動回路２２は、信号入力部２
３、ＦＶ(Frequency Voltage）コンバータ２４、ゲイン
調整器２５、オフセット調整器２６、電力出力部２７、
を有している。前記信号入力部２３は、プリピット１０
の記録信号であるＥＦＭ(Eight to Fourteen Modulatio
n)信号を入力し、前記ＦＶコンバータ２４は、図８
（ａ）に示すように、ＥＦＭ信号の周波数を電圧に変換
する。前記ゲイン調整器２５は、電圧のゲインを調整
し、前記オフセット調整器２６は、電圧のオフセットを
調整し、前記電力出力部２７は、電圧を前記光量変調器
１５に出力する。

【００４７】つまり、本実施例の原盤露光装置１２は、
前記変調器駆動回路２２がＥＦＭ信号の周波数を電圧に
変換して前記光量変調器１５に印加し、この光量変調器
１５は印加電圧に対応して透過光量が変化するので、図
８（ｂ）（ｃ）に示すように、プリピット１０が長いほ
ど原盤２１を露光する光線の強度が低い。なお、この原
盤２１は、円形のガラス基板２８の表面に、フォトレジ
スト２９を均一に塗布したものである。

【００４８】このような構成において、本実施例の原盤
露光装置１２により原盤２１にプリピット１０のパター
ンを露光する処理動作を以下に説明する。まず、フォト
レジスト２９をガラス基板２８に塗布した原盤２１を用
意し、これをターンテーブル２０に載置してＣＬＶ(Con
stant Liner Velocity）方式で回転駆動する。プリピッ
ト１０のＥＦＭ信号に対応してＡｒレーザ管１３を駆動
し、その光線を原盤２１に照射してプリピット１０を露
光する。

【００４９】同時に、ＦＶコンバータ２４によりＥＦＭ
信号の周波数が電圧に変換され、この電圧のゲインがゲ
イン調整器２５により調整される。この電圧のオフセッ
トがオフセット調整器２６により調整され、この電圧が
光量変調器１５に印加されるので、この光量変調器１５
は、プリピット１０が長いほど透過光量を低減する。

【００５０】このため、原盤２１にプリピット１０を露
光する光線は、プリピット１０が長いほど強度が低いの
で、図４に示すように、このプリピット１０は長いほど
狭い形状に形成される。そこで、このように露光された
原盤２１からマスタスタンパ（図示せず）を作成し、こ
のマスタスタンパによりディスク基板４を成形すれば、
このディスク基板４には長いほど狭いプリピット１０が
凹形状に形成される。このようなプリピット１０が形成
されたディスク基板４に記録層５と反射層６と保護層７
とを順次成膜すれば光ディスク１を製作することがで
き、このような光ディスク１は記録層５の膜厚の均一性
が良好なので、品質が良好で安定している。

【００５１】また、本実施例の原盤露光装置１２では、
光量変調器１５による透過光量の変調で露光強度を調節
するので、Ａｒレーザ管１３の出力強度を変化させる必
要がなく、簡易かつ正確に露光強度を調節することがで
きる。しかも、変調器駆動回路２２は、ＥＦＭ信号の周
波数を変換した電圧により光量変調器１５を駆動するの
で、簡易な構造で光量変調器１５を良好に駆動すること
ができる。

【００５２】ここで、試作品の原盤露光装置１２により
原盤２１にプリピット１０を露光した実験結果を以下に
説明する。まず、原盤２１としては、フォトレジスト２
９に東京応化製のＯＦＰＲ８００を採用し、これをガラ
ス基板２８に約4500(Å)の膜厚に塗布した。原盤露光装
置１２は、ターンテーブル２０を線速が 1.2(m／s)とな
るようＣＬＶ方式で回転駆動し、露光強度をＰ_n ＝−0.
25ｎ＋7.75(mW)とした。なお、この“ｎ”はＥＦＭ信号
の数値で“３〜１１”なので、最短のプリピット１０の
露光強度は最大のＰ₃ ＝7.0(mW）であり、最長のプリピ
ット１０の露光強度は最小のＰ₁₁＝5.0(mW）である。

【００５３】このような原盤露光装置１２により原盤２
１を露光したところ、図４に示すように、最短のプリピ
ット１０は従来と同一の溝幅に形成され、長いプリピッ
ト１０ほど幅狭に形成されることが確認された。なお、
上述のように原盤露光の線速を 1.2(m／s)とすると、プ
リピット１０の露光時間は最短が 714(ns)で最長が2618
(ns)となる。これらの周波数は約1.4(MHz)と0.4(MHz)で
あるので、ＦＶコンバータ２４は、 0.1〜1.0(MHz)程度
に対応した製品が望ましい。

【００５４】また、本実施例の原盤露光装置１２では、
原盤２１を露光する光線の強度を変化させることにより
プリピット１０の溝幅を調節することを例示したが、こ
のようなことによりプリピット１１の深さを調節するこ
とも可能である。光線の強度がプリピット１０，１１の
溝幅と深さとの何れに反映されるかは、光線の照射方式
やフォトレジスト２９の特性などの各種条件により決定
される。

【００５５】ここで、試作品の原盤露光装置１２により
原盤２１にプリピット１１を露光した実験結果を以下に
説明する。この場合、原盤２１やターンテーブル２０の
線速は前述の試作品と同一とし、露光強度を、Ｐ₃ ＝7.
0(mW）、Ｐ_n ＝−ｎ／7＋4.57(mW）とした。なお、この
場合は、最短のプリピット１０のみＰ₃ ＝7.0(mW）に設
定し、他のプリピット１０（ｎ＝４〜１１）ではＰ_n ＝
−ｎ／7＋4.57(mW）を適用する。

【００５６】このような原盤露光装置１２により原盤２
１を露光したところ、図５に示すように、最短のプリピ
ット１０は従来と同一の深さに形成され、長いプリピッ
ト１０ほど浅く形成されることが確認された。

【００５７】また、本実施例の原盤露光装置１２では、
ＥＦＭ信号の周波数を電圧に変換して光量変調器１５を
駆動することを例示したが、本発明は上記実施例に限定
されるものではなく、プリピット１０の記録信号の長さ
を検出して予め設定された対応する電圧を光量変調器１
５に印加することも可能である。このような変調器駆動
手段である変調器駆動回路３０を一変形例として図９及
び図１０に基づいて以下に説明する。

【００５８】この変調器駆動回路３０は、図９に示すよ
うに、信号入力部２３、バイナリカウンタ３１、八個の
コンパレータ３２、八個のスイッチング回路３３、八個
の定電圧電源３４、電力出力部２７、を有している。前
記バイナリカウンタ３１は、図１０（ａ）に示すよう
に、ＥＦＭ信号に対応して基準クロックをカウントする
ので、八個の前記コンパレータ３２は、前記バイナリカ
ウンタ３１のカウント値と予め設定された閾値とを各々
比較する。八個の前記定電圧電源３４は、その電圧が光
量変調器１５の駆動制御に対応して予め設定されてお
り、八個の前記スイッチング回路３３は、前記コンパレ
ータ３２の比較結果に対応して八個の前記定電圧電源３
４の一個を前記電力出力部２７に選択的に接続する。

【００５９】このような構成において、変調器駆動回路
３０では、バイナリカウンタ３１によりＥＦＭ信号に対
応して基準クロックがカウントされ、このカウント値が
八個のコンパレータ３２の各々により個々の閾値と比較
される。この比較結果に従って一個のスイッチング回路
３３が一個の定電圧電源３４を電力出力部２７に接続す
るので、光量変調器１５にはプリピット１０の長さに対
応して予め設定された電圧が印加され、図１０（ｂ）に
示すように、原盤２１はプリピット１０が長いほど低い
強度の光線で露光される。

【００６０】また、上記実施例では、溝幅や深さにより
長いプリピット１０，１１の体積を削減することを例示
したが、本発明は上記実施例に限定されるものでもな
く、図１１に示すように、連続する複数の丸穴３５によ
りプリピット３６を形成することも可能である。このよ
うなプリピット３６でも、長いプリピット３６の体積を
削減して記録層５の膜厚の変動を軽減することができ
る。

【００６１】ここで、このようなプリピット３６を実現
する原盤露光装置３７を、本発明の原盤露光装置の第二
の実施例として図１２ないし図１４に基づいて以下に説
明する。なお、本実施例の原盤露光装置３７に関し、第
一の実施例として前述した原盤露光装置１２と同一の部
分は、同一の名称と符号とを利用して詳細な説明は省略
する。

【００６２】本実施例の原盤露光装置３７では、図１２
に示すように、Ａｒレーザ管１３からピンホールプレー
ト１４に至る光路上にシャッタ手段となるパルス変調器
３８が配置されており、光量変調器１５は省略されてい
る。前記パルス変調器３８には、図１３に示すように、
シャッタ駆動手段となるアンドゲート３９の出力端子４
０が接続されており、このアンドゲート３９は、ＥＦＭ
信号と基準クロックとの入力端子４１，４２を有してい
る。

【００６３】前記アンドゲート３９は、図１４に示すよ
うに、プリピットの記録信号であるＥＦＭ信号と基準ク
ロックとを論理和した信号を前記パルス変調器３８に出
力し、このパルス変調器３８は、入力信号に対応して原
盤２１を露光する透過光をオンオフする。

【００６４】このような構成において、本実施例の原盤
露光装置３７では、図１４に示すように、アンドゲート
３９によりＥＦＭ信号と基準クロックとの論理和信号が
パルス変調器３８に出力するので、このパルス変調器３
８がＡｒレーザ管１３の出射光線をＥＦＭ信号に対応し
てオンオフすることになり、原盤２１にプリピット３６
が露光される。このように露光された原盤２１からマス
タスタンパ（図示せず）を作成し、このマスタスタンパ
によりディスク基板４を成形すれば、このディスク基板
４には、図１１に示すように、プリピット３６が連続す
る複数の丸穴３５により形成される。

【００６５】なお、本実施例の原盤露光装置３７では、
上述のようにＡｒレーザ管１３の出射光線がパルス変調
器３８によりオンオフされるので、Ａｒレーザ管１３を
ＥＦＭ信号に対応して駆動制御する必要はない。しか
も、ＥＦＭ信号に基づいてパルス変調器３８を駆動する
ので、簡易な構造でパルス変調器３８を良好に駆動する
ことができる。

【００６６】上述のようにプリピット３６を連続する複
数の丸穴３５により形成した場合、それらの丸穴３５が
広いピッチで連続すると、その間隙が再生光線にノイズ
として読み取られ、丸穴３５が狭いピッチで連続する
と、記録層５の膜厚を均一化する効果が低下する。つま
り、上述のようなプリピット３６を実際に光ディスク１
に形成する場合は、その丸穴３５のピッチを適正に設定
する必要がある。

【００６７】このような丸穴３５のピッチは、図１４に
示すように、基準クロックのオンオフにより設定できる
ので、本実施例の原盤露光装置３７では、基準クロック
に 0.8Ｔのオンと 0.2Ｔのオフとを設定し、丸穴３５間
に直径の四分の一のスペースを形成した。この場合、ｎ
Ｔのプリピット３６を露光する論理和信号は、（0.1Ｔオフ＋0.8Ｔオン＋0.1Ｔオフ)ｎとして出力される。

【００６８】このようなプリピット３６を試作品の原盤
露光装置３７により原盤２１に露光し、この原盤２１か
ら光ディスクを試作したところ、この光ディスクは記録
層５の膜厚が均一に形成され、そのプリピット３６は既
存のＣＤプレーヤで良好に読み取られることが確認され
た。

【００６９】

【発明の効果】請求項１記載の発明の光ディスクは、再
生専用領域に記録される情報をディスク基板に凹形状の
プリピットで形成したことにより、ディスク基板の成形
にマスタスタンパを使用して生産性を向上させることが
でき、さらに、ディスク基板の屈折率をｎ１、記録層の
屈折率をｎ２、ディスク基板と記録層との境界面におけ
るプリピットの深さをｄ１、記録層と反射層との境界面
におけるプリピットの深さをｄ２′、光線の波長をλと
すると、 λ／４≦(ｎ１−ｎ２)ｄ１＋ｎ２ｄ２′≦λ／２を満足することにより、プリピットの有無による反射光
の強度差が大きいので、プリピットが凹形状であるため
に記録層の膜厚や反射層の表面形状が均一とならなくと
も、プリピットが良好に読み取られる。

【００７０】請求項２記載の発明の光ディスクは、プリ
ピットを長いほど狭い形状に形成したことにより、ディ
スク基板に成膜する記録層の材料が長いプリピットに流
入することによる、記録層の膜厚の変動が軽減されるの
で、品質が良好で安定している。

【００７１】請求項３記載の発明の光ディスクは、プリ
ピットを長いほど浅い形状に形成したことにより、ディ
スク基板に成膜する記録層の材料が長いプリピットに流
入することによる、記録層の膜厚の変動が軽減されるの
で、品質が良好で安定している。

【００７２】請求項４記載の発明の光ディスクは、プリ
ピットを連続する複数の丸穴により形成したことによ
り、ディスク基板に成膜する記録層の材料が長いプリピ
ットに流入することによる、記録層の膜厚の変動が軽減
されるので、品質が良好で安定している。

【００７３】請求項５記載の発明の原盤露光装置は、露
光するプリピットが長いほど光線の強度が低く設定され
ていることにより、光線により光ディスクの原盤にプリ
ピットを露光する際、そのプリピットを長いほど狭い形
状や浅い形状などに形成することができる。

【００７４】請求項６記載の発明の原盤露光装置は、原
盤を露光する光路上に印加電圧に対応して透過光量が変
化する光量変調器を配置し、プリピットの記録信号の周
波数を電圧に変換して光量変調器に印加する変調器駆動
手段を設けたことにより、光線により光ディスクの原盤
にプリピットを露光する際、プリピットが長いほど光線
の強度を低下させることを、簡易な構造で実現すること
ができる。

【００７５】請求項７記載の発明の原盤露光装置は、印
加電圧に対応して透過光量が変化する光量変調器を原盤
を露光する光路上に配置し、プリピットの記録信号の長
さを検出して予め設定された対応する電圧を光量変調器
に印加する変調器駆動手段を設けたことにより、光線に
より光ディスクの原盤にプリピットを露光する際、プリ
ピットが長いほど光線の強度を低下させることを、簡易
な構造で実現することができる。

【００７６】請求項８記載の発明の原盤露光装置は、原
盤を露光する光路上に入力信号に対応して透過光をオン
オフするシャッタ手段を配置し、プリピットの記録信号
と基準クロックとを論理和した信号をシャッタ手段に出
力するシャッタ駆動手段を設けたことにより、光線によ
り光ディスクの原盤にプリピットを露光する際、そのプ
リピットを連続する複数の丸穴により形成することがで
き、このようなプリピットの露光を簡易な構造で実現す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ディスクの第一の実施例を示す縦断
面図である。

【図２】ディスク基板の一部を示す斜視図である。

【図３】プリピットの形状を示し、（ａ）は平面図、
（ｂ）は縦断正面図である。

【図４】プリピットの第一の変形例を示す平面図であ
る。

【図５】プリピットの第二の変形例を示す縦断正面図で
ある。

【図６】本発明の原盤露光装置の第一の実施例を示す模
式図である。

【図７】変調器駆動手段である変調器駆動回路を示すブ
ロック図である。

【図８】（ａ）はＦＶコンバータの周波数−電力の変換
特性を示す特性図、（ｂ）はプリピットの長さと光量変
調器の印加電圧との関係を示す特性図、（ｃ）は光量変
調器の印加電圧と透過光強度との関係を示す特性図であ
る。

【図９】変調器駆動回路の一変形例を示すブロック図で
ある。

【図１０】（ａ）はプリピットの記録信号であるＥＦＭ
信号や基準クロックの関係を示すタイムチャート、
（ｂ）はプリピットの長さと光量変調器の透過光強度と
の関係を示す特性図である。

【図１１】プリピットの第三の変形例を示す平面図であ
る。

【図１２】本発明の原盤露光装置の第二の実施例を示す
模式図である。

【図１３】シャッタ駆動手段であるアンドゲートを示す
ブロック図である。

【図１４】ＥＦＭ信号や基準クロックの関係を示すタイ
ムチャートである。

【符号の説明】

１光ディスク２再生専用領域３記録再生領域４ディスク基板５記録層６反射層８，１０，１１，３６プリピット１２，３７原盤露光装置１５光量変調器２１原盤２２，３０変調器駆動手段３５丸穴３８シャッタ手段３９シャッタ駆動手段

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１５年２月１４日（２００３．２．１
４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】光ディスク

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクに関する。

【０００２】

【０００５】

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
ディスク基板に記録層と反射層とが順番に積層され、前
記ディスク基板に凹形状のプリピットが形成された光デ
ィスクにおいて、前記プリピットが長いほど狭い形状に
した。

【００１０】請求項２記載の発明は、ディスク基板に記
録層と反射層とが順番に積層され、前記ディスク基板に
凹形状のプリピットが形成された光ディスクにおいて、
前記プリピットが長いほど浅い形状にした。

【００１１】請求項３記載の発明は、ディスク基板に記
録層と反射層とが順番に積層され、前記ディスク基板に
凹形状のプリピットが形成された光ディスクにおいて、
前記プリピットが長いほど狭くかつ浅い形状にした。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の光ディスクの参考例を図
１ないし図３に基づいて以下に説明する。まず、本参考
例の光ディスク１は、図１に示すように、追記型に形成
されており、再生専用領域２と記録再生領域３との両方
を有している。これらの領域２，３の積層構造は同一で
あり、ＰＣ(Ｐolycarbonate)等の透明な樹脂からなるデ
ィスク基板４に、シアニン色素等の有機系色素からなる
記録層５と、Ａｕ等の金属からなる反射層６と、樹脂か
らなる保護層７とが、順番に積層されている。

【００１３】前記再生専用領域２には光線により再生さ
れる情報が予め固定的に記録されているが、図１及び図
２に示すように、これは前記ディスク基板４に深い凹形
状のプリピット８で形成されている。前記記録再生領域
３には情報の記録と再生とが実行されるトラックが予め
固定的に形成されているが、これも前記ディスク基板４
に浅い凹形状のグルーブ９として形成されている。

【００１４】このようにプリピット８やグルーブ９が凹
形状に形成された前記ディスク基板４の表面に前記各層
５〜７等は積層されているが、これらの各層５〜７はプ
リピット８やグルーブ９の位置で膜厚が増大しており、
その表面にはプリピット８やグルーブ９の形状は正確に
は形成されていない。

【００１５】そして、本参考例の光ディスク１は、前記
ディスク基板４の屈折率をｎ１、前記記録層５の屈折率
をｎ２、前記ディスク基板４と前記記録層５との境界面
における前記プリピット８の深さをｄ１、前記記録層５
と前記反射層６との境界面における前記プリピット８の
深さをｄ２′、光線の波長をλとすると、λ／４≦(ｎ
１−ｎ２)ｄ１＋ｎ２ｄ２′≦λ／２を満足するよう形
成されている。

【００１６】なお、前記ディスク基板４に形成されたプ
リピット８は、図３（ａ）に示すように、既存のＣＤと
同様に、ＥＦＭ(Eight to Fourteen Modulation)信号に
対応して３Ｔ〜１１Ｔの長さに形成されているが、図３
（ｂ）に示すように、その溝幅Ｗと深さＤとは一定であ
る。

【００１７】このような構成において、本参考例の光デ
ィスク１は、既存のＣＤ−Ｒと同様に、記録再生領域３
ではグルーブ９上の位置で情報が光線により記録再生さ
れ、再生専用領域２ではプリピット８により予め記録さ
れた情報が光線により再生される。

【００１８】このように再生専用領域２の情報が再生さ
れる場合は、ディスク基板４と記録層５とを透過した光
線が反射層６により反射されて記録層５とディスク基板
４とを透過するが、この過程において光線がディスク基
板４と記録層５との境界面でプリピット８の形状により
回折される。このように反射層６により反射されて記録
層５とディスク基板４とを透過する過程で、プリピット
８で回折された光線と回折されない光線との強度差が大
きければ、光ディスク１のプリピット８は良好に読み取
られることになる。

【００１９】このことを以下に検証する。なお、以下で
は説明を簡略化するため、ディスク基板４と記録層５と
の境界面をディスク基板４の表面、記録層５と反射層６
との境界面を記録層５の表面と呼称する。まず、図１に
示すように、プリピット８の頂点から記録層５を透過し
て反射層６に到達する光路長をＬ１、プリピット８の頂
点と同一高さからディスク基板４と記録層５とを透過し
て反射層６に到達する光路長をＬ２とすると、その光路
差△Ｌは“△Ｌ＝Ｌ２−Ｌ１”である。

【００２０】そこで、ディスク基板４の屈折率をｎ１、
記録層５の屈折率をｎ２、ディスク基板４の表面におけ
るプリピット８の深さをｄ１、プリピット８でない位置
の記録層５の膜厚をｄ２、記録層５の表面におけるプリ
ピット８の深さをｄ２′とすると、プリピット８の有無
による光路差△Ｌは、 △Ｌ＝Ｌ２−Ｌ１＝ｎ１ｄ１＋ｎ２ｄ２−ｎ２{ｄ１＋(ｄ２′)} ＝(ｎ１−ｎ２)ｄ１＋ｎ２ｄ２′ となる。

【００２１】そして、このような光路差△Ｌが、光線の
波長をλに対し、 λ／４≦△Ｌ≦λ／２の関係を満足すれば、プリピット８で回折された光線と
回折されない光線との強度差が最大となる。つまり、本
実施例の光ディスク１は、プリピット８をディスク基板
４の表面に凹形状に形成することにより、記録層５の膜
厚や反射層６の表面形状が均一とならないが、 λ／４≦(ｎ１−ｎ２)ｄ１＋ｎ２ｄ２′≦λ／２の関係を満足するのでプリピット８が良好に読み取られ
る。

【００２２】ここで、試作品の光ディスク１による実験
結果を以下に説明する。ディスク基板４として、屈折率
ｎ１＝1.59のＰＣを採用し、その表面に深さｄ１＝3500
(Å)のプリピット８を形成した。記録層５として、屈折
率ｎ２＝2.5 のシアニン色素を採用し、これをスピンコ
ート法により膜厚ｄ２＝500(Å）に成膜した。そして、
その表面におけるプリピット８を走査型トンネル顕微鏡
により測定したところ、これは深さｄ２′＝2500(Å)で
あった。光源として一般的な半導体レーザを利用したの
で、その光線は波長λ＝780(nm)であった。

【００２３】上述のような条件で、ディスク基板４の表
面におけるプリピット８の最適な深さｄ１を前述の演算
式により検証すると“3000(Å)≦ｄ１≦4700(Å)”とな
るので、深さｄ１＝3500(Å)のプリピット８は良好に読
み取られることになる。このように試作した光ディスク
１の１１Ｔのプリピット８の変調度を測定したところ、
これは0.65であった。そこで、この光ディスク１を既存
のＣＤプレーヤにより再生したところ、変調度の不足に
よるエラーが発生することはなく、プリピット８が良好
に読み取られることが確認された。

【００２４】本参考例の光ディスク１は、上述のように
ディスク基板４に凹形状にプリピット８を形成するの
で、その成形にマスタスタンパを使用することができ、
工程を削減して歩留りを低下させることができる。この
ようにスタンパによりディスク基板４を成形する場合、
スタンパの凸形状をディスク基板４に凹形状として転写
することは、凹形状を凸形状に転写することより容易な
ので、プリピット８を高精度に形成することができる。

【００２５】そして、このようにプリピット８が凹形状
に形成されたディスク基板４の表面に記録層５を成膜す
ると、その材料がプリピット８に流入するために記録層
５の膜厚や反射層６の表面形状が均一とならないが、前
述した条件式を満足するよう光ディスク１の各部を設計
すれば、プリピット８は良好に読み取られる。

【００２６】なお、前述した試作品の光ディスク１のプ
リピット８の深さｄ１＝3500(Å)は、成形時の転写性を
考慮した数値であるので、このようなプリピット８は高
精度に形成されて良好に読み取られることになる。ま
た、上述した試作品の本実施例の光ディスク１では、記
録層５をシアニン色素により製作したが、これをフタロ
シアニン色素により製作する場合でも、前述した条件式
を満足すればプリピット８は良好に読み取られる。

【００２７】本発明の実施の形態を図４及び図５に基づ
いて説明する。前記参考例と同一部分は同一符号で示し
説明も省略する。前記参考例の光ディスク１では、図３
に示すように、プリピット８の溝幅Ｗと深さＤとを均一
に形成することを例示したが、本発明の実施の形態は、
図４に示すように、プリピット１０を長いほど狭い形状
に形成する。あるいは、図５に示すように、プリピット
１１を長いほど浅い形状に形成する。このような形状に
プリピット１０，１１を形成すると、記録層５の膜厚の
変動が軽減されるので、より良好にプリピット１０，１
１を読み取ることができる。このことを以下に説明す
る。

【００２８】まず、前述のように溝幅Ｗと深さＤとが均
一な凹形状のプリピット８における記録層５の膜厚を調
査したところ、短いプリピット８ほど記録層５の膜厚が
変動することが判明した。そこで、これと長いプリピッ
ト８との関係を調査したところ、短いプリピット８にお
ける記録層５の膜厚は、近傍に長いプリピット８が位置
すると厚く、近傍に長いプリピット８が位置しないと薄
いことが判明した。

【００２９】つまり、記録層５は硬化する際に収縮する
が、プリピット８は長いほど体積も大きいのでヒケも大
きいので、短いプリピット８の近傍に長いプリピット８
が位置すると、硬化する記録層５の材料が長いプリピッ
ト８に引き寄せられ、短いプリピット８の位置では記録
層５の膜厚が減少する。これを防止するためには、長い
プリピット８の体積を削減すれば良いことになるので、
上述のように長いほど狭い形状や浅い形状にプリピット
１０，１１を形成すれば、記録層５の膜厚の変動を軽減
して読取精度を改善することができる。

【００３０】なお、このように長いほど狭い形状や浅い
形状にプリピット１０，１１を形成すると読取エラーの
発生が懸念されるが、これは溝幅“Ｗ＝0.5±0.1（μ
m)”、深さ“ｄ２′＝1100±100(Å）”の範囲であれ
ば、信号規格を満足して読取エラーが発生しないことが
確認されている。換言すると、本実施例の光ディスク
は、長いほど狭い形状や浅い形状にプリピット１０，１
１を形成する場合でも、上述した許容範囲を逸脱しない
範囲でプリピット１０，１１を形成する。

【００３１】ここで、このような形状のプリピット１
０，１１を実現する原盤露光装置１２を、原盤露光装置
の第一の構成例として図６ないし図８に基づいて以下に
説明する。なお、以下では説明を簡略化するため、プリ
ピット１０のみを例示して説明するが、これはプリピッ
ト１１でも同様である。

【００３２】本構成例の原盤露光装置１２は、図６に示
すように、Ａｒレーザ管１３を有しており、その光路上
に、ピンホールプレート１４、光量変調器１５、反射ミ
ラー１６、ピンホールプレート１７、ビーム整形器１
８、対物レンズ１９、が配置されている。この対物レン
ズ１９と対向する位置には、ターンテーブル２０が回転
自在に軸支されており、このターンテーブル２０上に原
盤２１が載置される。前記光量変調器１５は、光学音響
素子からなり、印加電圧に対応して透過光量が変化す
る。

【００３３】この光量変調器１５には、図７に示すよう
に、変調器駆動手段である変調器駆動回路２２が接続さ
れており、この変調器駆動回路２２は、信号入力部２
３、ＦＶ(Frequency Voltage）コンバータ２４、ゲイン
調整器２５、オフセット調整器２６、電力出力部２７、
を有している。前記信号入力部２３は、プリピット１０
の記録信号であるＥＦＭ(Eight to Fourteen Modulatio
n)信号を入力し、前記ＦＶコンバータ２４は、図８
（ａ）に示すように、ＥＦＭ信号の周波数を電圧に変換
する。前記ゲイン調整器２５は、電圧のゲインを調整
し、前記オフセット調整器２６は、電圧のオフセットを
調整し、前記電力出力部２７は、電圧を前記光量変調器
１５に出力する。

【００３４】つまり、本構成例の原盤露光装置１２は、
前記変調器駆動回路２２がＥＦＭ信号の周波数を電圧に
変換して前記光量変調器１５に印加し、この光量変調器
１５は印加電圧に対応して透過光量が変化するので、図
８（ｂ）（ｃ）に示すように、プリピット１０が長いほ
ど原盤２１を露光する光線の強度が低い。なお、この原
盤２１は、円形のガラス基板２８の表面に、フォトレジ
スト２９を均一に塗布したものである。

【００３５】このような構成において、本構成例の原盤
露光装置１２により原盤２１にプリピット１０のパター
ンを露光する処理動作を以下に説明する。まず、フォト
レジスト２９をガラス基板２８に塗布した原盤２１を用
意し、これをターンテーブル２０に載置してＣＬＶ(Con
stant Liner Velocity）方式で回転駆動する。プリピッ
ト１０のＥＦＭ信号に対応してＡｒレーザ管１３を駆動
し、その光線を原盤２１に照射してプリピット１０を露
光する。

【００３６】同時に、ＦＶコンバータ２４によりＥＦＭ
信号の周波数が電圧に変換され、この電圧のゲインがゲ
イン調整器２５により調整される。この電圧のオフセッ
トがオフセット調整器２６により調整され、この電圧が
光量変調器１５に印加されるので、この光量変調器１５
は、プリピット１０が長いほど透過光量を低減する。

【００３７】このため、原盤２１にプリピット１０を露
光する光線は、プリピット１０が長いほど強度が低いの
で、図４に示すように、このプリピット１０は長いほど
狭い形状に形成される。そこで、このように露光された
原盤２１からマスタスタンパ（図示せず）を作成し、こ
のマスタスタンパによりディスク基板４を成形すれば、
このディスク基板４には長いほど狭いプリピット１０が
凹形状に形成される。このようなプリピット１０が形成
されたディスク基板４に記録層５と反射層６と保護層７
とを順次成膜すれば光ディスク１を製作することがで
き、このような光ディスク１は記録層５の膜厚の均一性
が良好なので、品質が良好で安定している。

【００３８】また、本構成例の原盤露光装置１２では、
光量変調器１５による透過光量の変調で露光強度を調節
するので、Ａｒレーザ管１３の出力強度を変化させる必
要がなく、簡易かつ正確に露光強度を調節することがで
きる。しかも、変調器駆動回路２２は、ＥＦＭ信号の周
波数を変換した電圧により光量変調器１５を駆動するの
で、簡易な構造で光量変調器１５を良好に駆動すること
ができる。

【００３９】ここで、試作品の原盤露光装置１２により
原盤２１にプリピット１０を露光した実験結果を以下に
説明する。まず、原盤２１としては、フォトレジスト２
９に東京応化製のＯＦＰＲ８００を採用し、これをガラ
ス基板２８に約4500(Å)の膜厚に塗布した。原盤露光装
置１２は、ターンテーブル２０を線速が 1.2(m／s)とな
るようＣＬＶ方式で回転駆動し、露光強度をＰ_n ＝−0.
25ｎ＋7.75(mW)とした。なお、この“ｎ”はＥＦＭ信号
の数値で“３〜１１”なので、最短のプリピット１０の
露光強度は最大のＰ₃ ＝7.0(mW）であり、最長のプリピ
ット１０の露光強度は最小のＰ₁₁＝5.0(mW）である。

【００４０】このような原盤露光装置１２により原盤２
１を露光したところ、図４に示すように、最短のプリピ
ット１０は従来と同一の溝幅に形成され、長いプリピッ
ト１０ほど幅狭に形成されることが確認された。なお、
上述のように原盤露光の線速を 1.2(m／s)とすると、プ
リピット１０の露光時間は最短が 714(ns)で最長が2618
(ns)となる。これらの周波数は約1.4(MHz)と0.4(MHz)で
あるので、ＦＶコンバータ２４は、 0.1〜1.0(MHz)程度
に対応した製品が望ましい。

【００４１】また、本構成例の原盤露光装置１２では、
原盤２１を露光する光線の強度を変化させることにより
プリピット１０の溝幅を調節することを例示したが、こ
のようなことによりプリピット１１の深さを調節するこ
とも可能である。光線の強度がプリピット１０，１１の
溝幅と深さとの何れに反映されるかは、光線の照射方式
やフォトレジスト２９の特性などの各種条件により決定
される。

【００４２】ここで、試作品の原盤露光装置１２により
原盤２１にプリピット１１を露光した実験結果を以下に
説明する。この場合、原盤２１やターンテーブル２０の
線速は前述の試作品と同一とし、露光強度を、Ｐ₃ ＝7.
0(mW）、Ｐ_n ＝−ｎ／7＋4.57(mW）とした。なお、この
場合は、最短のプリピット１０のみＰ₃ ＝7.0(mW）に設
定し、他のプリピット１０（ｎ＝４〜１１）ではＰ_n ＝
−ｎ／7＋4.57(mW）を適用する。

【００４３】このような原盤露光装置１２により原盤２
１を露光したところ、図５に示すように、最短のプリピ
ット１０は従来と同一の深さに形成され、長いプリピッ
ト１０ほど浅く形成されることが確認された。

【００４４】また、本構成例の原盤露光装置１２では、
ＥＦＭ信号の周波数を電圧に変換して光量変調器１５を
駆動することを例示したが、プリピット１０の記録信号
の長さを検出して予め設定された対応する電圧を光量変
調器１５に印加することも可能である。このような変調
器駆動手段である変調器駆動回路３０を一変形例として
図９及び図１０に基づいて以下に説明する。

【００４５】この変調器駆動回路３０は、図９に示すよ
うに、信号入力部２３、バイナリカウンタ３１、八個の
コンパレータ３２、八個のスイッチング回路３３、八個
の定電圧電源３４、電力出力部２７、を有している。前
記バイナリカウンタ３１は、図１０（ａ）に示すよう
に、ＥＦＭ信号に対応して基準クロックをカウントする
ので、八個の前記コンパレータ３２は、前記バイナリカ
ウンタ３１のカウント値と予め設定された閾値とを各々
比較する。八個の前記定電圧電源３４は、その電圧が光
量変調器１５の駆動制御に対応して予め設定されてお
り、八個の前記スイッチング回路３３は、前記コンパレ
ータ３２の比較結果に対応して八個の前記定電圧電源３
４の一個を前記電力出力部２７に選択的に接続する。

【００４６】このような構成において、変調器駆動回路
３０では、バイナリカウンタ３１によりＥＦＭ信号に対
応して基準クロックがカウントされ、このカウント値が
八個のコンパレータ３２の各々により個々の閾値と比較
される。この比較結果に従って一個のスイッチング回路
３３が一個の定電圧電源３４を電力出力部２７に接続す
るので、光量変調器１５にはプリピット１０の長さに対
応して予め設定された電圧が印加され、図１０（ｂ）に
示すように、原盤２１はプリピット１０が長いほど低い
強度の光線で露光される。

【００４７】また、上記構成例では、溝幅や深さにより
長いプリピット１０，１１の体積を削減することを例示
したが、図１１に示すように、連続する複数の丸穴３５
によりプリピット３６を形成することも可能である。こ
のようなプリピット３６でも、長いプリピット３６の体
積を削減して記録層５の膜厚の変動を軽減することがで
きる。

【００４８】ここで、このようなプリピット３６を実現
する原盤露光装置３７を、本発明の原盤露光装置の第二
の構成例として図１２ないし図１４に基づいて以下に説
明する。なお、本構成例の原盤露光装置３７に関し、第
一の構成例として前述した原盤露光装置１２と同一の部
分は、同一の名称と符号とを利用して詳細な説明は省略
する。

【００４９】本構成例の原盤露光装置３７では、図１２
に示すように、Ａｒレーザ管１３からピンホールプレー
ト１４に至る光路上にシャッタ手段となるパルス変調器
３８が配置されており、光量変調器１５は省略されてい
る。前記パルス変調器３８には、図１３に示すように、
シャッタ駆動手段となるアンドゲート３９の出力端子４
０が接続されており、このアンドゲート３９は、ＥＦＭ
信号と基準クロックとの入力端子４１，４２を有してい
る。

【００５０】前記アンドゲート３９は、図１４に示すよ
うに、プリピットの記録信号であるＥＦＭ信号と基準ク
ロックとを論理和した信号を前記パルス変調器３８に出
力し、このパルス変調器３８は、入力信号に対応して原
盤２１を露光する透過光をオンオフする。

【００５１】このような構成において、本構成例の原盤
露光装置３７では、図１４に示すように、アンドゲート
３９によりＥＦＭ信号と基準クロックとの論理和信号が
パルス変調器３８に出力するので、このパルス変調器３
８がＡｒレーザ管１３の出射光線をＥＦＭ信号に対応し
てオンオフすることになり、原盤２１にプリピット３６
が露光される。このように露光された原盤２１からマス
タスタンパ（図示せず）を作成し、このマスタスタンパ
によりディスク基板４を成形すれば、このディスク基板
４には、図１１に示すように、プリピット３６が連続す
る複数の丸穴３５により形成される。

【００５２】なお、本構成例の原盤露光装置３７では、
上述のようにＡｒレーザ管１３の出射光線がパルス変調
器３８によりオンオフされるので、Ａｒレーザ管１３を
ＥＦＭ信号に対応して駆動制御する必要はない。しか
も、ＥＦＭ信号に基づいてパルス変調器３８を駆動する
ので、簡易な構造でパルス変調器３８を良好に駆動する
ことができる。

【００５３】上述のようにプリピット３６を連続する複
数の丸穴３５により形成した場合、それらの丸穴３５が
広いピッチで連続すると、その間隙が再生光線にノイズ
として読み取られ、丸穴３５が狭いピッチで連続する
と、記録層５の膜厚を均一化する効果が低下する。つま
り、上述のようなプリピット３６を実際に光ディスク１
に形成する場合は、その丸穴３５のピッチを適正に設定
する必要がある。

【００５４】このような丸穴３５のピッチは、図１４に
示すように、基準クロックのオンオフにより設定できる
ので、本構成例の原盤露光装置３７では、基準クロック
に 0.8Ｔのオンと 0.2Ｔのオフとを設定し、丸穴３５間
に直径の四分の一のスペースを形成した。この場合、ｎ
Ｔのプリピット３６を露光する論理和信号は、（0.1Ｔ
オフ＋0.8Ｔオン＋0.1Ｔオフ)ｎとして出力される。

【００５５】このようなプリピット３６を試作品の原盤
露光装置３７により原盤２１に露光し、この原盤２１か
ら光ディスクを試作したところ、この光ディスクは記録
層５の膜厚が均一に形成され、そのプリピット３６は既
存のＣＤプレーヤで良好に読み取られることが確認され
た。

【００５６】

【発明の効果】本発明によれば、記録層の膜厚の変動が
軽減されるので、より良好にプリピットを読み取ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ディスクの参考例を示す縦断面図で
ある。

【図２】ディスク基板の一部を示す斜視図である。

【図４】本発明の実施の一形態を示すプリピットの平面
図である。

【図５】プリピットの別の一例を示す縦断正面図であ
る。

【図６】原盤露光装置の第一の構成例を示す模式図であ
る。

【図１１】プリピットの参考例を示す平面図である。

【図１２】原盤露光装置の第二の構成例を示す模式図で
ある。

【符号の説明】１光ディスク２再生専用領域３記録再生領域４ディスク基板５記録層６反射層８，１０，１１，３６プリピット１２，３７原盤露光装置１５光量変調器２１原盤２２，３０変調器駆動手段３５丸穴３８シャッタ手段３９シャッタ駆動手段

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ１１Ｂ 7/26 ５０１Ｇ１１Ｂ 7/26 ５０１

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ディスク基板と記録層と反射層とが順番
に積層され、再生専用領域には光線により再生される情
報が予め固定的に記録され、記録再生領域には光線によ
る情報の記録と再生とが実行される光ディスクにおい
て、前記再生専用領域に記録される情報を前記ディスク
基板に凹形状のプリピットで形成し、前記ディスク基板
の屈折率をｎ１、前記記録層の屈折率をｎ２、前記ディ
スク基板と前記記録層との境界面における前記プリピッ
トの深さをｄ１、前記記録層と前記反射層との境界面に
おける前記プリピットの深さをｄ２′、光線の波長をλ
とすると、 λ／４≦(ｎ１−ｎ２)ｄ１＋ｎ２ｄ２′≦λ／２を満足することを特徴とする光ディスク。
【請求項２】プリピットを長いほど狭い形状に形成し
たことを特徴とする請求項１記載の光ディスク。
【請求項３】プリピットを長いほど浅い形状に形成し
たことを特徴とする請求項１記載の光ディスク。
【請求項４】プリピットを連続する複数の丸穴により
形成したことを特徴とする請求項１記載の光ディスク。
【請求項５】光ディスクの原盤に光線によりプリピッ
トを露光する原盤露光装置において、露光するプリピッ
トが長いほど光線の強度が低く設定されていることを特
徴とする原盤露光装置。
【請求項６】原盤を露光する光路上に印加電圧に対応
して透過光量が変化する光量変調器を配置し、プリピッ
トの記録信号の周波数を電圧に変換して前記光量変調器
に印加する変調器駆動手段を設けたことを特徴とする請
求項５記載の原盤露光装置。
【請求項７】印加電圧に対応して透過光量が変化する
光量変調器を原盤を露光する光路上に配置し、プリピッ
トの記録信号の長さを検出して予め設定された対応する
電圧を前記光量変調器に印加する変調器駆動手段を設け
たことを特徴とする請求項５記載の原盤露光装置。
【請求項８】光ディスクの原盤に光線によりプリピッ
トを露光する原盤露光装置において、原盤を露光する光
路上に入力信号に対応して透過光をオンオフするシャッ
タ手段を配置し、プリピットの記録信号と基準クロック
とを論理和した信号を前記シャッタ手段に出力するシャ
ッタ駆動手段を設けたことを特徴とする原盤露光装置。