原版盤制作設備、原版盤制作方法和光記錄介質的制作方法

專利名稱：原版盤制作設備、原版盤制作方法和光記錄介質的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于生產諸如光盤的光記錄介質的光學記錄介質原版盤的生產設備、生產方法、以及從該光學記錄介質原版盤中制作的光記錄介質。
背景技術：
通常，在只重放的記錄介質上，重放信號與給出標準單位時間的時鐘同步地在高電平(H)和低電平(L)之間改變，并且使用H電平和L電平的長度組合來記錄信息。在只重放光盤上，通常由布置在軌道上的凹坑串表示H電平和L電平。就是說，掃描包括凹坑(pit)和在凹坑之間的岸臺(land)部分在內的凹坑串使得進行重放，并且因此獲得H電平和L電平作為重放信號。
對于其上由所謂的壓紋凹坑形成凹坑串的只重放光盤，原版盤通過激光曝光以依據記錄數據形成凹坑串而制作得到，作為原版盤制作過程。接下來，從原版盤中創建壓模(stamper)，并且使用該壓模大量生產光盤。已經在日本未經審查的專利申請公開2002-150621、2003-45030、9-185849和10-302322、以及國際公開2004/034391中公開了有關原版盤制作和凹坑形成的各種技術發明內容當在與時鐘不同步的定時、從凹坑串讀取的重放信號從H改變到L或者從L改變到H時，出現讀取誤差的概率變高。然而，如公知的那樣，可以通過執行誤差校正處理將誤差校正到高達大約10-3到10-4的比率，因此可以再現正確的信息。
逆向使用這個，有可能通過在允許誤差校正的范圍內有意與時鐘稍微不同步地在H和L之間改變信號，也就是說，通過使信號邊沿的定時不同步并且使用該差別方向和差別量作為信息，增加要記錄的信息量。這意指如果在凹坑形成時控制凹坑的邊沿位置，則除了由凹坑串本身所表示的第一信息之外，有可能由每個凹坑的邊沿位置表示第二信息。
到目前為止，對于制作CD(光盤)的ROM盤方法、DVD(數字通用盤)的ROM盤方法等，首先，必需準備其上應用了光致抗蝕劑的原版盤。接下來，使用原版盤制作設備(原版盤曝光設備)從諸如氣體激光器等之類的光源將激光束聚焦到原版盤上，以便形成曝光圖案(exposure pattern)。
在這種情況下，來自作為連續振蕩激光器的激光源的激光由例如AOM(聲光調制器)調制光強，而且由光學系統將光強已調制的激光引導到原版盤上，使得進行曝光。也就是說，例如向AOM給予作為凹坑調制信號的NRZ(不歸零)調制信號。由AOM依據凹坑圖案對激光束進行強度調制，因此僅僅凹坑部分在原版盤上曝光。例如，圖11(b)示出了一個凹坑，而且由AOM進行調制的激光光強變為如圖11(c)所示。原版盤上的光致抗蝕劑的曝光就是所謂的光記錄，因此由圖11所示的激光進行曝光的部分直接變為凹坑。
當原版光盤用這樣的方式進行曝光時，如上所述，為了控制凹坑的邊緣位置，應當改變要輸入到AOM中的NRZ調制信號的邊緣定時。
曝光時間的時鐘頻率通常大約為10到70兆赫，因此時鐘周期變為大約15到100納秒。此外，諸如RLL(1-7)pp、EFM等之類的掃描寬度受限的調制信號保持相同的電平至少分別為兩個周期和三個周期，因此H/L電平的改變時間變為30到200ns或者45到300ns。因此，將會相對的存在創建控制NRZ調制信號的邊沿定時的信號生成電路的余量。
就是說，當由諸如AOM等之類的外部調制器對來自激光器的輸出光進行調制時，僅僅將邊沿的變化添加到NRZ調制信號中是足夠的。盡管必須保持信號發生器的邊沿位置的精確性，但是變化周期將不會變得非常短。因此，這可以認為是相對容易實現的。
另一方面，近些年來，稱為PTM(相變原版盤制作)的、通過將來自半導體激光器的激光束照射到其上已經應用了無機抗蝕劑的原版盤上的熱記錄的曝光方法已經有所發展。在如上所述的國際公開2004/034391中已經公開了有關PTM的技術。
在這種情況下，通常使用圖11(a)所示的脈沖光束執行曝光，以便通過防止由激光輻照所導致的熱量累積而使凹坑的寬度均勻。就是說，在這種情況下，通常依據H電平的長度，將與時鐘同步的NRZ調制信號轉換為具有短于時鐘周期的時間寬度的脈沖信號，并且將電功率提供給能夠與轉換的脈沖調制信號同步地直接進行調制的半導體激光器。因此，依據凹坑的長度，由預加熱脈沖光束Pp和加熱脈沖光束P1到Pn輸出激光束。
因此，在這樣的熱記錄方法的情況下，僅僅通過添加NRZ調制信號的邊沿變化不能添加凹坑邊沿的擾動。為了控制凹坑邊沿，必須進行修改，使得當把NRZ調制信號轉換稱為要給予激光源的脈沖調制信號時，對邊沿變化信號加以考慮。
然而，隨著光盤密度的增加，曝光時間的時鐘周期變得非常短。此外，因為在脈沖光束生成時間的脈沖寬度包括大約20到50個時鐘周期，為了控制用于邊沿控制而脈沖發射的激光束的強度，需要提供能夠以非常高的速度改變脈沖電平和脈沖周期的信號生成電路。
此外，為了以準確的定時添加邊沿變化，需要具有非常復雜和精確的轉換電路。此外，通常使用稱為延遲線的信號延遲元件用于改變邊沿定時。然而，很難增加高速延遲線的精確性和分辨率。
鑒于這樣的問題，相對容易地控制凹坑邊沿以允許在作為熱記錄方法的發射激光脈沖的原版盤曝光方法中、通過邊沿控制記錄附加信息是所期望的。
依據本發明的實施例，提供了一種原版盤制作設備(mastering apparatus)，其通過使用激光照射的熱記錄方法、在光學記錄介質原版盤上形成基于記錄數據的凹坑串，該原版盤制作設備包括激光源裝置，用于在基于第一記錄數據的定時發射激光，以便形成凹坑；光強控制裝置，用于基于第二記錄數據控制從激光源裝置輸出的激光的光強；以及光學系統裝置，用于通過光強控制裝置將激光引導到光記錄介質原版盤上。
此外，在上述實施例中，優選為在形成一個凹坑的周期中對從激光源裝置輸出的激光進行脈沖光發射控制，而且光強控制裝置在該脈沖光發射的部分脈沖光發射周期中控制光強。
此外，在上述實施例中，光強控制裝置優選為通過使用聲光調制器控制衍射效率、使得使用空間頻率濾波器僅僅透過特定的衍射光，來控制光強。
此外，在上述實施例中，光強控制裝置優選為通過使用電光調制器的偏振控制、使得使用偏振分量分離調制器僅僅透過特定的偏振分量，來控制光強。
依據本發明的一個實施例，提供了一種原版盤制作方法，其通過使用激光照射的熱記錄方法、在光學記錄介質原版盤上形成基于記錄數據的凹坑串，該方法包括步驟激光發射，用于發射激光，以便在基于第一記錄數據的定時形成凹坑；光強控制，用于基于第二記錄數據控制在激光發射步驟輸出的光強。以及曝光，用于在光強控制步驟中讓激光經受光強控制之后引導該激光。
此外，依據本發明的實施例，提供了一種光記錄介質，其包括基于第一記錄數據形成的凹坑串，其中構成凹坑串的每個凹坑的全部或者部分具有基于第二記錄數據設置的、沿凹坑串的方向的邊沿位置。
也就是說，在本發明中，不是由激光脈沖定時執行凹坑邊沿位置的控制(改變邊沿的控制)。激光從激光源通過通常的脈沖調制發出而沒有改變邊沿，然后僅僅由光強控制裝置在凹坑的兩端改變從激光源輸出的激光的曝光功率。在這時候，將在凹坑邊沿部分的光強的改變記錄為凹坑長度的改變(也就是說，凹坑的邊沿位置的改變)。
對于光強裝置，例如通過使用聲光調制器(AOM)控制衍射效率，控制零級衍射光的光強的變化量，此外，可以由空間頻率濾波器成形零級衍射光(也就是說，阻擋不同于零級衍射光的光)。作為選擇，使用電光調制器(EOM)控制偏振光束，并且通過諸如偏振光束分離器(PBS)等之類的偏振分量分離元件分離該偏振分量。因此，可以控制光強的改變量。
依據本發明，不由激光脈沖定時控制凹坑邊沿的位置。然而，從激光源通過通常的脈沖調制發出激光而沒有改變邊沿，然后僅僅由光強控制裝置在凹坑的兩端改變從激光源輸出的激光的曝光功率。因此，有可能通過提供使用AOM或者EOM等的光強控制裝置、并且在該控制裝置上生成基于第二記錄數據的控制信號來實現記錄由凹坑邊沿位置表示第二記錄數據的信息，而不增加對激光驅動器的脈沖調制信號的生成電路系統的較大改變。
通常，當凹坑本身的邊沿位置改變時，邊沿改變的時間分辨率受限于延遲線的時間分辨率。然而，在熱記錄中，可以由用于曝光的光束光強(激光功率)的強度提供邊沿改變。可以通過控制電壓來控制光強，并且因此可以用更精確的分辨率執行控制。
當然，沒有對到激光源本身的脈沖光照射信號進行控制，因此不需要高速和復雜的電路系統來作為基于第一記錄數據形成激光照射驅動信號的電路系統。
因此，作為發射用于熱記錄的脈沖光的曝光設備，有可能容易地實現曝光操作，使得使用第一記錄數據形成凹坑串，并通過凹坑的邊沿位置形成第二記錄數據。
此外，在從以這樣的方式創建的光學記錄介質原版盤中制作的光記錄介質上，有可能通過凹坑串記錄第一數據并且記錄包括附加信息的第二數據等。因此，有可能提供具有增加了記錄容量的介質，而且具有自身包含各種信息的凹坑。


圖1是依據本發明的實施例的原版盤制作設備的曝光光學系統的框圖；圖2為依據該實施例的原版盤制作設備的數據調制系統的框圖；圖3(a)至3(d)為該實施例的凹坑邊沿控制的說明性圖示；圖4(a)至4(d)為該實施例的凹坑邊沿控制的說明性圖示；圖5(a)至5(d)為該實施例的凹坑邊沿控制的說明性圖示；圖6(a)至6(d)為該實施例的凹坑邊沿控制的說明性圖示；圖7(a)至7(d)為該實施例的凹坑邊沿控制的說明性圖示；圖8是依據本發明另一個實施例的原版盤制作設備的曝光光學系統的框圖；圖9A和9B為依據該實施例通過控制凹坑邊沿進行五值記錄的說明性圖示；圖10(a)至10(j)為盤制作步驟的說明性圖示；以及圖11(a)至11(c)為激光發射強度和凹坑形狀的說明性圖示。
具體實施例方式
在下面，將給出作為本發明的實施例、通過PTM方法制作光盤的原版盤的原版盤制作設備的描述。首先，將參考圖10給出對包括原版盤的制作在內、用于制作光盤的過程的描述。
圖10(a)說明了構成原版盤的襯底100。首先，通過濺射方法在襯底100上均勻地形成包括預定的無機抗蝕劑材料的抗蝕劑層102(抗蝕劑層形成步驟，圖10(b))。將在下面詳細描述用于抗蝕劑層102所提供的材料。在這點上，可以在襯底100和抗蝕劑層102之間形成預定的中間層101，使得提高抗蝕劑層102的曝光靈敏度。圖10(b)示出了該狀態。可以任意地設置抗蝕劑層102的層厚度，但是優選為在10nm到80nm的范圍之內。
接下來，使用如下所述依據當前實施例的原版盤制作設備，將抗蝕劑層102有選擇地暴露于與作為信號圖案的凹坑串相對應的光下(抗蝕劑層曝光步驟，圖10(c))。接下來，顯影抗蝕劑層102，使得產生其上形成了預定凹凸圖案(凹坑串)的原版盤103(抗蝕劑層顯影步驟，圖10(d))。
接下來，在上述產生的原版盤103的凹凸圖案表面上沉積金屬鎳薄膜(圖10(e))。從原版盤103中分離這個薄膜，然后使該薄膜經受預定的處理，使得獲得其上已經轉移了原版盤103的凹凸圖案表面的模制壓模104(圖10(f))。
使用該模制壓模104，通過注模法制模由作為熱塑性樹脂的聚碳酸酯構成的樹脂盤襯底105(圖10(g))。
接下來，分離壓模104(圖10(h))。在樹脂盤襯底的凹凸表面上形成由鋁合金等構成的反射薄膜106(圖10(i))，以及具有大約0.1毫米薄膜厚度的保護薄膜107，因此獲得光盤(圖10(j))。
在這樣的生產過程中，應用到用于制作原版盤103的抗蝕劑層102的抗蝕劑材料是過渡金屬的不完全氧化物。這里，過渡金屬的不完全氧化物定義為與基于過渡金屬的原子價的化學計量組成相比、具有較低氧含量的化合物。也就是說，過渡金屬的不完全氧化物是這樣的化合物，其與基于該過渡金屬的原子價所允許的化學計量組成中的氧含量相比，具有較少的氧含量。
例如，將給出作為過渡金屬的不完全氧化物的化學式MoO3的描述。當將化學式MoO3的氧化態轉換為組分比率Mo1-XOX時，如果x＝0.75，則意指該化合物是完全氧化物，而如果0＜x＜0.75，則該化合物是不完全的氧化物，其與化學計量組成所允許的氧含量相比，具有較少的氧含量。
此外，某些過渡金屬允許形成包括具有不同原子價的一個元素的氧化物。在這種情況下，不完全氧化物被定義為與基于該過渡金屬的原子價的化學計量組成相比，具有較少氧含量的氧化物。例如，在Mo的情況下，如上所述的三價氧化物(MoO3)是最穩定的。然而，此外還存在一價氧化物(MoO)。在這種情況下，當把該氧化態轉換為組分比率Mo1-XOX時，如果0＜x＜0.5，則意指該氧化物是不完全氧化物，其與化學計量組成所允許的氧含量相比，具有較少的氧含量。在這點上，可以由市場上的分析設備分析過渡金屬氧化物的原子價。
這樣的過渡金屬的不完全氧化物吸收紫外光或者可見光，并且由于被紫外光或者可見光照射而改變其化學特性。結果，盡管它是無機抗蝕劑，但是其在顯影過程期間出現腐蝕速度的差別。也就是說，獲得選定的比率。此外，由過渡金屬的不完全氧化物構成的抗蝕劑材料具有薄膜材料非常小的細粒度大小，因此在未曝光部分和曝光部分之間的邊界圖案變得清晰，并且因此有可能增加分辨率。
順便提及，過渡金屬的不完全氧化物依據氧化程度而具有作為抗蝕劑材料的不同特征，因此必須恰當地選擇最佳氧化程度。例如，對于與其化學計量組成相比、具有低得多的氧含量的過渡金屬的不完全氧化物，不方便地是必需在曝光過程中具有更強的照射能量而且必需有更長的時間用于顯影處理。因此優選為使用這樣的過渡金屬不完全氧化物，其與其化學計量組成相比、具有稍微少一些的氧含量。
構成抗蝕劑材料的特定過渡金屬包括Ti、V、Cr、Mn、Fe、Nb、Cu、Ni、Co、Mo、Ta、W、Zr、Ru、Ag等。在這些金屬當中，優選使用Mo、W、Cr、Fe、和Nb。考慮到通過紫外光或者可見光而獲得大的化學變化，特別是優選使用Mo或者W。
當前實施例的原版盤制作設備使在其上已經應用了這樣的無機抗蝕劑的原版盤103曝光于激光下，使得通過熱記錄操作形成凹坑圖案。
圖1說明了依據當前實施例的原版盤制作設備的曝光光學系統。
作為半導體激光器的激光源11輸出具有例如405nm波長的激光。將激光器驅動信號DL1提供給激光源11，而且激光源11依據該激光器驅動信號DL1發射激光，其中該激光器驅動信號DL1是由信號轉換電路從諸如RLL(1-7)pp等的NRZ調制信號中轉換而來的脈沖調制信號。
由對準透鏡12對準從激光源11發出的激光，然后該激光由透鏡13聚合使得在AOM 14上得到引導。
將如下所述的光強控制信號Sp被提供給AOM 14。這樣布置AOM 14，使得當沒有光強控制信號Sp的輸入時僅僅傳輸零級光，而當有作為光強控制信號Sp的預定電壓電平(如下所述的電壓V2)的輸入時，使零級光衰減并且使第±1級衍射光變為最大。關于這一點，零級光用于后續的曝光。用這樣的方式，有可能將AOM 14處的激光功率損失減少到最少。
已經通過AOM 14的激光(零級光及其他衍射光)由對準透鏡15對準，然后由透鏡16聚合，并且進入起空間頻率濾波器作用的小孔17中。將這個小孔17布置為僅僅傳輸零級衍射光并且阻擋不同于零級衍射光的光。
也就是，當由AOM 14衰減零級衍射光時，生成第一級或者更高級的衍射光來變為漫射光。這個漫射光由小孔17阻擋。小孔17的孔徑可以大約是激光光束的光斑直徑的1.5到3倍。如果孔徑大于這個值，則透過漫射光分量，而且如果孔徑小于這個值，則光透射效率急劇惡化。
小孔17除去第一級或者更高級的衍射光，并且同時，還減少了半導體激光束特定的衍射圖案。
已經通過小孔17的激光(零級光)由對準透鏡18對準，然后其進入光束分離器19。
接下來，光束分離器19把激光分離為透射光分量和反射光分量。通過透鏡20將透射光分量照射在光電檢測器21上。
光電檢測器21依據所接收的光量級(光強)輸出光強監視信號SM1。
由光束分離器19反射的反射光分量進入分色鏡25。在這種情況下，分色鏡25反射波段包括405nm在內的光，并且透過波段包括680nm的光。因此，由光束分離器19反射的激光由分色鏡25反射，并且通過無窮大系統物鏡26照射在原版盤103的無機抗蝕劑表面上。也就是說，由來自激光源11的激光的熱記錄在原版盤103上形成作為凹坑串的曝光圖案。
另一方面，激光源22是輸出激光用于使用離軸方法進行聚焦控制的激光源，例如是輸出具有680nm波長的激光的半導體激光器。激光源22基于激光器驅動信號DL2連續地發射激光。
具有波長680nm的輸出激光通過透鏡32、偏振光束分離器(PBS)23，此外，還通過λ/4波長板24，并且進入分色鏡25。接下來，激光通過分色鏡25，并且從物鏡26照射到原版盤103。
來自原版盤103的返回光通過物鏡26、分色鏡25、λ/4波長板24，并且進入偏振光束分離器23。在這種情況下，光在向外行程和返回行程上通過λ/4波長板24兩次，因此偏振面旋轉90°，并且因此由偏振光束分離器23反射該光。由偏振光束分離器23反射的光由位置傳感器二極管27所接收。
設置位置傳感器二極管27，使得當聚焦時返回光照射在其中心上，也就是說，控制物鏡26使其處于正確的聚焦位置。此外，位置傳感器二極管27輸出示出光接收位置的信號SM2。也就是說，指示距離在位置傳感器二極管27上的光接收位置中心的差別量的信號SM2變為聚焦誤差信號。位置傳感器二極管27提供該聚焦誤差信號到聚焦控制電路28。
聚焦控制電路28基于作為聚焦誤差信號的信號SM2，生成伺服驅動信號FS給以可移動的方式將物鏡26保持在聚焦位置的致動器29。致動器29基于該伺服驅動信號FS，在靠近和遠離原版盤103移動的方向驅動物鏡26，由此執行聚焦伺服。
在這時候，如上所述，通過物鏡29從激光源11照射到原版盤103上、具有405nm波長的曝光激光束聚焦在曝光原版盤103上。通過在硅片上形成由金屬氧化物構成的無機抗蝕劑薄膜來制作原版盤103。原版盤103吸收405nm的激光束，因此特別地，以高溫加熱的在照射部分中心附近的區域被多晶化。如圖10(d)所述，由諸如NMD3等之類的堿性顯影液顯影該曝光的原版盤，因此僅僅沖洗了曝光部分，并且由此形成期望的凹坑形狀。
另一方面，用于聚焦控制的激光是不具有曝光靈敏性的激光，例如具有680nm波長的激光，因此其對曝光沒有影響。
圖2說明了這樣的電路系統，其將激光器驅動信號DL1提供給激光源11，并且將光強控制信號Sp提供給AOM 11。
主數據生成部分41輸出要作為原版盤103上的凹坑曝光圖案而記錄的主數據。例如，如果假定設備是用于制作記錄視頻信號的盤的系統，則主數據生成部分41輸出數據DT1，作為通過對視頻信號進行RLL(1-7)pp編碼而產生的NRZ數據。在這種情況下，數據DT1是這樣的數據脈沖，其在凹坑形成定時處變為“H”，并且在凹坑之間的岸臺定時處變為“L”。
邊沿定時檢測部分42檢測數據DT1的邊沿定時，并且將邊沿定時信號ET提供給光強控制信號生成部分46。邊沿定時信號ET變為指示數據DT1的上升定時和下降定時的信號。
此外，將數據DT1提供給激光器驅動脈沖生成部分43。激光器驅動脈沖生成部分43基于數據DT1生成激光器驅動脈沖，用于驅動激光源11的實際脈沖發射。也就是說，如圖11(a)所示，激光器驅動脈沖生成部分43生成脈沖波形，以便在預加熱脈沖Pp和脈沖P1到Pn的定時發射激光，而且具有依據要形成的凹坑長度的光強。
將激光器驅動脈沖提供給激光器驅動器44。激光器驅動器44基于該激光器驅動脈沖，將驅動電流施加到作為激光源11的半導體激光器。因此，發射具有依據激光器驅動脈沖的光強的激光脈沖。
另一方面，附加數據生成部分45輸出數據DT2作為附加數據。沒有特別地限制附加數據DT2。例如，如果主數據生成部分41輸出視頻信號，則數據DT2可以是相應的音頻信號。作為選擇，數據DT2可以是控制信息、盤的物理信息、地址信息等。數據DT2可以是文本數據、諸如縮略圖之類的圖像數據等。也就是說，數據DT2可以是與來自主數據生成部分41的主數據一起記錄在盤上的任何數據。
在這個示例中，由光強控制信號生成部分46將附加數據DT2編碼為三值數據“+1、0、-1”。在從激光源11發出的激光脈沖的預定脈沖邊沿定時，輸出這三個值作為光強控制信號Sp。
也就是說，光強控制信號生成部分46基于邊沿定時信號ET，計算在從激光源11輸出的脈沖光中的脈沖P1和脈沖Pn的定時。光強控制信號生成部分46在脈沖P1和Pn的相應定時，生成與+1、0、和-1中的任何一個相對應的電壓值。
在這點上，將與“0”相對應的電壓值設置為與0V具有預定偏移的電勢V1。
圖3(a)和3(b)說明了來自激光源11的激光發射波形和光強控制信號Sp。例如，這里顯示了這樣的狀態，其中在脈沖P1和Pn的定時給出電壓V2(V2＞V1)作為光強控制信號Sp，以便分別在脈沖P1和Pn的定時提供信息“+1”。
此外，以同樣的方式，圖4(a)和4(b)說明了來自激光源11的激光發射波形和光強控制信號Sp。例如，這里顯示了這樣的狀態，其中在脈沖P1和Pn的定時給出電壓V3(V3＜V1)作為光強控制信號Sp，以便分別在脈沖P1和Pn的定時提供信息“-1”。
此外，以同樣的方式，圖6(a)和6(b)分別說明了來自激光源11的激光發射波形和光強控制信號Sp。例如，這里顯示了這樣的狀態，其中作為光強控制信號Sp，在脈沖P1的定時給出電壓V2，并且在脈沖Pn的定時保持電壓V1，以便分別在脈沖P1的定時提供信息“+1”以及在脈沖Pn的定時提供信息“0”。
從圖2中的光強控制信號生成部分46輸出的光強控制信號Sp經受延遲定時調整，然后輸入到AOM 14中。AOM 14依據光強控制信號Sp的電壓電平控制衍射效率。也就是說，AOM 14控制第±1級衍射光的總電平量。
此外，將從圖1所示的光電檢測器21獲得的光強監視信號SM1提供給光強監視器部分48，以便對光強進行監視。基于光強監視器部分48的監視結果，確定光強控制信號Sp的定時(給出電壓V2和V3的定時)是否與來自激光源11的激光的脈沖P1和Pn的定時相匹配。基于該確定調整延遲電路47的延遲時間，并且因此使光強控制信號Sp的定時和脈沖P1和Pn的定時相匹配。
在這點上，光強監視器部分48可以允許操作者通過顯示監視器監視定時差別，并且可以允許操作者手動地調整延遲電路47的延遲時間。作為選擇，光強監視器部分48可以輸出定時差別的量，作為依據光強脈沖的形狀的信號，并且可以自動地控制延遲電路47的延遲時間，以便使定時相匹配。
具有圖1和2中的配置的原版盤制作設備的操作如下所述。
如上所述，對從激光源11以脈沖式發出的激光進行聚光，并且使該激光進入AOM 14。將光強控制信號Sp輸入到AOM 14中，其中與激光束脈沖中分別形成凹坑的首和尾的光脈沖P1和Pn同步地控制該光強控制信號Sp的電壓。
在這時候，如圖3(a)和3(b)所示，假定光強控制信號Sp與脈沖P1和Pn同步地變為電壓V2。因此，在脈沖P1和Pn的定時，AOM 14的衍射效率變高，而且零級光的衰減量變大。因為諸如第±1級衍射光之類的、不同于零級光的光由小孔17阻擋，所以通過光束分離器19、分色鏡25、物鏡29照射在原版盤103上的激光的光強變為如圖3(c)所示。也就是說，在脈沖P1和Pn的定時，光強減少。
脈沖P1的光強影響凹坑的開始邊沿的位置。此外，脈沖Pn的光強影響凹坑的末尾邊沿的位置。
當對激光進行調制使得如圖3(c)所示脈沖P1的光強減少時，在凹坑開始處的蓄熱量減少，因此如圖3(d)所示，凹坑的開始邊沿位置沿縮短凹坑的方向移動。在這點上，虛線指示當不對光強進行調制時通常形成的凹坑的邊沿位置，而且實線指示當對光強進行調制時形成的凹坑的邊沿位置。
此外，在圖3(c)的情況下，對激光進行調制，以便減少脈沖Pn的光強。因此，在凹坑的末尾側的蓄熱量減少，因此如圖3(d)所示，凹坑的末尾邊沿的位置也沿著縮短凹坑的方向移動。
圖4(a)和4(b)示出了其中光強控制信號Sp與脈沖P1和Pn同步地變為電壓V3時的情況。在這種情況下，在脈沖P1和Pn的定時，AOM 14的衍射效率變低。也就是說，零級光衰減量變小。換句話說，AOM進入透過最大量零級光的狀態。在這點上，電壓V3≥0V。
因此，沒有被小孔17阻擋的零級光分量相對增加了。因此，通過物鏡29照射在原版盤103上的激光光強變為如圖4(c)所示。也就是說，在脈沖P1和Pn的定時，光強增加(與沒有光強調制的情況相比，變為高電平)。
因此，在凹坑的開始側和末尾側的蓄熱量都增加，而且如圖4(d)所示，凹坑的開始邊沿和末尾邊沿的位置都沿著擴展凹坑的方向移動。
圖5(a)和5(b)示出了這樣的情況，其中光強控制信號Sp與脈沖P1同步地變為電壓V2，而且光強控制信號Sp與脈沖Pn同步地變為電壓V3。在這種情況下，在脈沖P1的定時，AOM 14的衍射效率變高，而在脈沖Pn的定時，AOM 14的衍射效率變低。
因此，如圖5(c)所示，通過物鏡29照射在原版盤103上的激光的光強在脈沖P1的定時減少，而在脈沖Pn的定時增加。
因此，如圖5(d)所示，在凹坑的開始側的蓄熱量減少，而且凹坑的開始邊沿的位置沿著縮短凹坑的方向移動，而在凹坑的末尾側的蓄熱量增加，并且凹坑的末尾邊沿的位置沿著擴展凹坑的方向移動。
圖6(a)和6(b)示出了這樣的情況，其中光強控制信號Sp與脈沖P1同步地變為電壓V2，而且光強控制信號Sp與脈沖Pn同步地保持為電壓V1。在這種情況下，在脈沖P1的定時，AOM 14的衍射效率變高，而且在脈沖Pn的定時，AOM 14的衍射效率保持和平常一樣。
因此，如圖6(c)所示，通過物鏡29照射在原版盤103上的激光的光強在脈沖P1的定時減少，并且在脈沖Pn的定時保持和平常一樣。
因此，如圖6(d)所示，在凹坑的開始側的蓄熱量減少，而且凹坑的開始邊沿的位置沿著縮短凹坑的方向移動，而在凹坑的末尾側的蓄熱量保持和平常一樣，并且凹坑的末尾邊沿的位置保持和平常一樣。
圖7(a)和7(b)示出了這樣的情況，其中光強控制信號Sp與脈沖P1同步地保持電壓V1，而且光強控制信號Sp與脈沖Pn同步地變為電壓V3。在這種情況下，在脈沖P1的定時，AOM 14的衍射效率保持和平常一樣，而且在脈沖Pn的定時，AOM 14的衍射效率變低。
因此，如圖7(c)所示，通過物鏡29照射在原版盤103上的激光的光強在脈沖P1的定時保持和平常一樣，而在脈沖Pn的定時增加。
因此，如圖7(d)所示，在凹坑的開始側的蓄熱量保持和平常一樣，而且凹坑的開始邊沿的位置保持和平常一樣，而在凹坑的末尾側的蓄熱量增加，并且凹坑的末尾邊沿的位置沿著擴展凹坑的方向移動。
總而言之，在這個示例中，如從上述中所理解的那樣，可以通過依據附加數據DT2、控制在脈沖P1和Pn的定時給予AOM 14的光強控制信號Sp的電壓電平為V1、V2、和V3，精密地改變要通過曝光形成的凹坑的開始邊沿和末尾邊沿的位置。
此外，有可能通過在脈沖P1和Pn的定時生成與例如附加數據DT2的“0、+1、和-1”相對應的電壓電平V1、V2、和V3，在凹坑的開始邊沿的位置記錄三個值“0、+1、和-1”，以及在凹坑的末尾邊沿的位置記錄三個值“0、+1、和-1”。
當然，開始邊沿和末尾邊沿的位置的改變是在對基于數據DT1的凹坑串的再現沒有影響的范圍之內。也就是說，改變量保持為某一值，使得允許通過誤差校正能力來校正再現信號上的抖動電平。
如上所述，在這個示例中，不通過作為給予激光源11的激光器驅動信號DL1的激光脈沖定時來執行對要被形成的凹坑的邊沿位置的控制。激光通過普通的脈沖調制從激光源11中發出而沒有改變邊沿，然后僅僅由光強控制裝置，也就是說從AOM 14到小孔17，在凹坑的兩端改變從激光源11輸出的激光束的曝光能量。通過在凹坑邊沿部分的光強的控制下給出凹坑的邊沿位置的改變，來記錄附加信息。
因此，不需要在圖2的激光器驅動脈沖生成部分43等中提供特定的配置改變。
此外，當激光器驅動脈沖生成部分43自己改變凹坑的邊沿位置時，邊沿改變的時間分辨率受限于延遲線的時間分辨率。然而，如在這個示例中，當由要給予AOM 14的光強控制信號Sp的電平給出邊沿改變時，可以使用通過電壓的控制，因此可以用更精確的分辨率執行控制。此外，即使在光強控制信號生成部分46中的D/A轉換的電壓分辨率是受限的，也有可能通過減弱該電壓或者通過增加其它電壓信號來生成更精確的電壓改變。因此，當記錄密度變高而且記錄速度變快時，可以相對容易地實現這個示例。
接下來，通過使用當前實施例中這樣的原版盤制作設備使原版盤103暴露于光下以形成凹坑圖案來制作原版盤103。在通過圖10說明的步驟、基于原版盤103制作的盤(只重放光盤)上，通過凹坑串來記錄主數據，并且通過每個凹坑的邊沿位置記錄附加數據。
在這點上，如上所述，對于光強控制信號Sp，將與0V具有偏移的電壓V1用作通常的電平。基于電壓V1將電壓值增加到電壓V2以及減少到電壓V3。這是因為光脈沖是難以增加的。
也就是說，電壓V1是在某個程度上減少光強的電平。通過基于電壓V1增加和減少光量來控制光強的級別。
因此，依據由電壓V1的衍射效率所減少的光級，將激光源11的激光輸出功率設置為形成通常的凹坑的級別。
圖8說明了依據另一個實施例的原版盤制作設備。在這個實施例中，光強控制裝置具有包括EOM 30和偏振光束分離器31的配置而不是包括AOM14和小孔17的配置。與圖1中那些相同的部分具有相同的附圖標記，并且省略對它們的描述。
在圖8所示的示例中，從激光源11以脈沖式發出的激光由對準透鏡12對準，然后進入EOM 30。
以與上述AOM 14相同的方式，將光強控制信號Sp提供給EOM 30，其中在與脈沖P1和Pn相對應的定時控制光強控制信號Sp的電壓值。
在EOM 30中，依據光強控制信號Sp的電壓對激光進行偏振控制。已經通過EOM 30經受了偏振控制的激光進入偏振光束分離器31。接下來，偏振光束分離器31將激光分離為偏振光分量，而且部分光進入墻壁W(也就是說，被丟棄)。另一部分激光透過并且進入光束分離器19。此后，以與上述圖1中相同的方法，激光通過分色鏡25和物鏡26照射在原版盤103上。
也就是說，在這個示例中，在脈沖P1和Pn的定時可變地控制由EOM 30所進行的偏振，由此控制由偏振光束分離器31反射使得被丟棄的光分量的大小。因此，對由脈沖P1和Pn產生的光強進行控制。因此，以與如上所述的圖1中的情況相同的方式，有可能控制要通過曝光形成的凹坑的開始邊沿和末尾邊沿的位置。因此，有可能給出作為附加數據DT2的信息。
順便提及，在圖3到7所說明的實施例中，已經描述了給出三個值“0、+1、-1”的示例。然而，有可能給出包括更多值數目的信息。
例如，圖9說明了將附加數據DT2轉換為五值數據并且控制與五個值“-2、-1、0、1、2”相對應的凹坑的邊沿位置的示例。
對于光強控制信號Sp，在脈沖P1和Pn的定時，向AOM 14(或者EOM30)給予與相應的各個值“-2、-1、0、1、2”相對應的電壓V5、V3、V1、V2、和V4。
圖9A說明了這樣一種狀態，其中在脈沖P1的定時將光強控制信號Sp設置為電壓V2，并且在脈沖Pn的定時將光強控制信號Sp設置為電壓V3。在這種情況下，如該圖所示，對激光束脈沖P1和Pn的光強進行調制，而且分別沿縮短凹坑的方向和擴展凹坑的方向改變凹坑的開始邊沿和末尾邊沿。
此外，圖9B說明了這樣一種狀態，其中在脈沖P1的定時將光強控制信號Sp設置為電壓V4，并且在脈沖Pn的定時將光強控制信號Sp設置為電壓V5。在這種情況下，如該圖所示，與圖9A中的情況相比，更強地調制激光脈沖P1和Pn的光強，而且凹坑的開始邊沿沿進一步縮短凹坑的方向改變，而凹坑的末尾邊沿沿進一步擴展凹坑的方向改變。
也就是說，允許分別以五個電平控制開始邊沿和末尾邊沿的位置。
不言而喻，通過以多值表示由邊沿位置所表示的信息，可以增加附加數據DT2的記錄容量。
在這點上，附加數據DT2可以是三值、五值、或更多值的，而且當然可以是二值的。例如，使用如上所述的電壓V2和V3，附加數據DT2可以由凹坑的邊沿位置用“0”或“1”表示。作為選擇，使用電壓V1和V2、或者電壓V1和V3，附加數據DT2可以由凹坑的邊沿位置用“0”或者“1”表示。
此外，要被曝光的原版盤103上的全部凹坑(也就是說，在從原版盤103產生的只重放光盤上的所有凹坑)都可以是通過控制凹坑的邊沿位置記錄附加數據DT2的目標。作為選擇，盤上的部分凹坑可以是通過控制這些凹坑的邊沿位置記錄附加數據DT2的目標。
此外，在上述實施例中，本發明應用于脈沖式發射的激光。然而，本發明還可以應用于NRZ調制的激光。
此外，使用了離軸方法用作物鏡26的聚焦控制方法。然而，可以通過散光方法等執行聚焦控制，該散光方法使用由從激光源11發出的曝光光束所產生的、來自原版盤103的反射光。
本領域的技術人員應當理解在權利要求和它們的等效范圍之內，取決于設計要求及其他因素，可以出現各種修改、組合、子組合以及改變。
權利要求
1.一種原版盤制作設備，用于通過使用激光照射的熱記錄方法、在光學記錄介質原版盤上形成基于記錄數據的凹坑串，該原版盤制作設備包含激光源裝置，用于在基于第一記錄數據的定時發射激光，以便形成凹坑；光強控制裝置，用于基于第二記錄數據控制從激光源裝置輸出的激光的光強；以及光學系統裝置，用于通過光強控制裝置將激光引導到光記錄介質原版盤上。
2.如權利要求1所述的原版盤制作設備，其中在形成一個凹坑的周期內，對從激光源裝置輸出的激光進行脈沖光發射控制，以及光強控制裝置在脈沖光發射的部分脈沖光發射周期中控制光強。
3.如權利要求1所述的原版盤制作設備，其中光強控制裝置通過使用聲光調制器控制衍射效率、使得使用空間頻率濾波器僅僅透過特定衍射光，來控制光強。
4.如權利要求1所述的原版盤制作設備，其中光強控制裝置通過使用電光調制器進行偏振控制、使得使用偏振分量分離調制器僅僅透過特定偏振分量，來控制光強。
5.一種用于原版盤制作的方法，其通過使用激光照射的熱記錄方法、在光學記錄介質原版盤上形成基于記錄數據的凹坑串，該方法包含步驟激光發射，用于發射激光，以便在基于第一記錄數據的定時形成凹坑；光強控制，用于基于第二記錄數據控制在激光發射步驟輸出的光強；和曝光，用于在光強控制步驟中使激光經受光強控制之后引導該激光。
6.如權利要求5所述的原版盤制作方法，其中在激光發射步驟中，在形成一個凹坑的周期中通過脈沖發射控制來輸出激光，以及在光強控制步驟中，在脈沖發射的部分脈沖發射周期中控制光強。
7.如權利要求5所述的原版盤制作方法，其中在光強控制步驟中，通過使用聲光調制器控制衍射效率、使得使用空間頻率濾波器僅僅透過特定的衍射光，來控制光強。
8.如權利要求5所述的原版盤制作方法，其中在光強控制步驟中，通過使用電光調制器進行偏振控制、使得使用偏振分量分離元件僅僅透過特定的偏振分量，來控制光強。
9.一種包含基于第一記錄數據形成的凹坑串的光記錄介質，其中，在構成凹坑串的每個凹坑的全部或者部分中，基于第二記錄數據設置沿凹坑串方向的邊沿位置。
10.一種原版盤制作設備，用于通過使用激光照射的熱記錄方法、在光學記錄介質原版盤上形成基于記錄數據的凹坑串，該原版盤制作設備包含激光源，在基于第一記錄數據的定時發射激光束，以便形成凹坑。光強控制器，基于第二記錄數據控制從激光源輸出的激光的光束強度；以及光學系統，用于通過光強控制裝置將激光引導到光記錄介質原版盤上。
全文摘要
一種原版盤制作設備，用于通過使用激光照射的熱記錄方法、在光學記錄介質原版盤上形成基于記錄數據的凹坑串。該原版盤制作設備包括激光源裝置，用于在基于第一記錄數據的定時發射激光，以形成凹坑；光強控制裝置，用于基于第二記錄數據控制從激光源裝置輸出的激光的光強；以及光學系統裝置，用于通過光強控制裝置將激光引導到光記錄介質原版盤上。
文檔編號G11B7/125GK1808584SQ200610005058
公開日2006年7月26日 申請日期2006年1月17日 優先權日2005年1月18日
發明者今西慎悟 申請人:索尼株式會社