(57)【要約】【課題】  ビーム走査方向とは異なる方向のビームプロファイルを測定できるとともに、一つのディスクによって種々の光ピックアップのビームプロファイルを円滑に測定できる光ディスクおよびビームプロファイル測定方法を提供する。【解決手段】  ディスク１００は径方向に３つのエリア（エリアＡ、Ｂ、Ｃ）に分割されている。各エリアには同図（ｂ）に示すパターンにて反射部１０１と非反射部１０２が周方向（ビーム走査方向）に形成されている。すなわち、エリアＡには反射部１０１と非反射部１０２の境界が周方向に垂直となるようにして反射部１０１と非反射部１０２が形成されている。また、エリアＢおよびＣには、それぞれ反射部１０１と非反射部１０２の境界が周方向に対して反時計方向および時計方向に４５度傾くようにして反射部１０１と非反射部１０２が形成されている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ピックアップから集光照射されるビームスポットをそのまま含み得る広さの高反射領域と低反射領域が前記ビームの走査方向に沿って並ぶようにして配列され、且つ、前記ビームの走査方向に対する前記高反射領域と低反射領域の境界の角度が少なくとも２種以上設定されている、
ことを特徴とする光ディスク。
【請求項２】
請求項１において、
前記境界の角度は、前記ビームの走査方向に垂直な角度と、この角度に対して所定角度だけ傾いた角度に設定されている、
ことを特徴とする光ディスク。
【請求項３】
請求項２において、
前記境界の角度は、前記ビームの走査方向に垂直な角度と、この角度に対して時計方向および反時計方向に所定角度ずつ傾いた角度に設定されている、
ことを特徴とする光ディスク。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れかにおいて、
ディスク径方向に複数のエリアに分割されるとともに、前記境界の角度が前記エリア間において互いに相違している、
ことを特徴とする光ディスク。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れかにおいて、
前記ビームを走査方向に案内するためのトラックが形成されるとともに、該トラックが欠落した領域に前記高反射領域と低反射領域の境界が配置されている、
ことを特徴とする光ディスク。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れかに記載の光ディスクを用いて光ピックアップからディスク上に集光照射されるビームスポットのプロファイルを測定するビームプロファイル測定方法であって、
前記高反射領域と低反射領域の境界をビームが走査したときのビーム強度変化波形からその微分波形を求め、該微分波形をもとに前記境界に垂直な方向における前記ビームスポットのビームプロファイルを求める、
ことを特徴とするビームプロファイル測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップから出射されるビームのプロファイル（強度分布、スポットサイズ、等）を測定する際に用いて好適な光ディスクおよびそれを用いたビームプロファイル測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ピックアップのビーム集光能力は光ディスク装置の記録再生特性に大きく影響する。このため、出射ビームのプロファイル測定が光ピックアップの製造時等においてなされている。かかる測定では、ディスク上における集光スポットのスポット径やその強度分布等が測定される。ここで、スポット径は、通常、ピーク強度をＰｏとしたときに、Ｐｓ＝Ｐｏ／ｅ2（ｅ：自然対数）の強度分布を示す範囲によって規定される。
【０００３】
ビームプロファイルの測定方法として、たとえば以下の特許文献１に記載の技術が知られている。ここでは、ビームスポット径よりも長いピット−ランドパターンを有する光ディスクが用いられ、これを再生したときのＲＦ信号の微分波形からレーザビームの強度分布が求められる。そして、求めた強度分布をもとに、レーザビームのスポット径が求められる。
【特許文献１】特開２００２−３２９２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
かかる従来技術によれば、ピット−ランドパターンに沿ってビームを走査させながら、その強度変化をもとにビームスポットの強度分布を測定するものであるため、走査方向における強度分布のみしか測定できないとの不都合が生じる。光ピックアップにおいては、隣接トラックに対するクロストーク等を検討する上で、走査方向とは異なる方向の強度分布も重要となる。
【０００５】
また、上記従来技術では、ピットによるビーム干渉を利用するものであるため、ビーム径とピット幅の大小関係や、ビーム波長とピット深さの関係が測定に影響する。このため、上記従来技術では、同種の光ピックアップでもビーム径やビーム波長が適正範囲からずれていると、ビームプロファイルの測定を円滑に行うことができず、また、異種の光ピックアップについては、もともとビーム径やビーム波長が異なっているため、一つのディスクによってビームプロファイルの測定を円滑に行うことはできない。
【０００６】
本発明は、これらの問題を解消し、ビーム走査方向とは異なる方向のビームプロファイルを測定できるとともに、一つのディスクによって種々の光ピックアップのビームプロファイルを円滑に測定できる光ディスクおよびビームプロファイル測定方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題に鑑み本発明は、以下の特徴を有する。
【０００８】
請求項１の発明は、ビームプロファイル測定用の光ディスクにおいて、光ピックアップから集光照射されるビームスポットをそのまま含み得る広さの高反射領域と低反射領域がビームの走査方向に沿って並ぶようにして配列され、且つ、ビームの走査方向に対する高反射領域と低反射領域の境界の角度が少なくとも２種以上設定されていることを特徴とする。
【０００９】
ここで、前記境界の角度は、請求項２に記載のように、ビームの走査方向に垂直な角度と、この角度に対して所定角度だけ傾いた角度に設定することができる。
【００１０】
また、前記境界の角度は、請求項３に記載のように、前記ビームの走査方向に垂直な角度と、この角度に対して時計方向および反時計方向に所定角度ずつ傾いた角度に設定することができる。
【００１１】
かかる光ディスクは、請求項４に記載のように、ディスク径方向に複数のエリアに分割されるとともに、境界の角度がエリア間において互いに相違するものとして構成することができる。
【００１２】
さらに、請求項５に記載のように、ビームを走査方向に案内するためのトラックが形成されるとともに、該トラックが欠落した領域に前記高反射領域と低反射領域の境界が配置されるよう構成することができる。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項１ないし５の何れかに記載の光ディスクを用いて光ピックアップからディスク上に集光照射されるビームスポットのプロファイルを測定するビームプロファイル測定方法であって、前記高反射領域と低反射領域の境界をビームが走査したときのビーム強度変化波形からその微分波形を求め、該微分波形をもとに前記境界に垂直な方向における前記ビームスポットのビームプロファイルを求めることを特徴とする。
【００１４】
なお、本発明において、高反射領域と低反射領域とは、ビームの反射強度が互いに相違する領域を意味している。これらの領域は、たとえば、反射層が存在する領域と反射層が存在しない領域を設けることによって構成することができる。あるいは、反射層が存在する領域と乱反射ないし微細な凹凸の形成により反射率が低下する領域を設けることによって構成することもできる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、高反射領域と低反射領域がビームスポットをそのまま含み得る広さのものとされているため、ビームスポットの大きさに変動が生じても、ビームプロファイルの測定を円滑に行うことができる。また、上記従来技術のようにピットによる干渉を用いるものではなく、高反射領域と低反射領域における反射強度の変化を用いるものであるため、ビーム波長が変動しても、ビームプロファイルの測定を円滑に行うことができる。
【００１６】
なお、異種の光ピックアップについてビームプロファイルの測定を行う場合には、そのうち最も大きなサイズのビームスポットをそのまま含み得る広さに高反射領域と低反射領域の広さを設定すれば良い。
【００１７】
本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。
【００１８】
なお、本発明における「高反射領域」と「低反射領域」は、以下の実施形態では、反射部１０１および非反射部１０２として示されている。また、本発明における「トラック」は、以下の実施形態では、ピット列（図５）またはグルーブ（図６）、ランド（図７）として示されている。
【００１９】
ただし、以下の実施の形態は、あくまでも、本発明の一つの実施形態であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以下の実施の形態に記載されたものに制限されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。
【００２１】
まず、図１に実施の形態に係るディスク（ビームプロファイル測定用光ディスク）の構成を示す。
【００２２】
同図（ａ）を参照して、ディスク１００は径方向に３つのエリア（エリアＡ、Ｂ、Ｃ）に分割されている。各エリアには同図（ｂ）に示すパターンにて反射部１０１と非反射部１０２が周方向（ビーム走査方向）に形成されている。すなわち、エリアＡには反射部１０１と非反射部１０２の境界が周方向に垂直となるようにして反射部１０１と非反射部１０２が形成されている。また、エリアＢおよびＣには、それぞれ反射部１０１と非反射部１０２の境界が周方向に対して反時計方向および時計方向に４５度傾くようにして反射部１０１と非反射部１０２が形成されている。
【００２３】
反射部１０１と非反射部１０２は、全周に亘って交互に形成されている。ここで、反射部１０１と非反射部１０２はディスク中心から見て角度ピッチが一定となるように形成されている。さらに、反射部１０１と非反射部１０２はディスク上の全ての位置においてビームスポットをそのまま含むに十分な広さとなるよう設定されている。
【００２４】
エリアＡをビームが走査するとき、走査方向におけるビームプロファイルが測定される。また、エリアＢおよびＣをビームが走査するとき、各境界に垂直な方向におけるビームプロファイルが測定される。なお、ビームプロファイルの測定方法については追って説明する。
【００２５】
図２に、ディスク１００の断面構造を示す。
【００２６】
まず、同図（ａ）を参照して、ディスク１００は、基板１１上に、反射層１２、保護層１３、印刷層１４が順次積層された構造となっている。ここで、反射層１２は、上記反射部１０１の形成領域にのみ形成されている。反射層１２の形成は、既存の半導体製造プロセスを利用して行うことができる。あるいは、反射層を一様に形成した後、非反射部１０２の領域を高パワーレーザにて切除する方法にて形成することができる。
【００２７】
なお、反射部１０１と非反射部１０２の形成は、同図（ｂ）に示すように、非反射部１０２の形成領域に微細構造１２ａを形成することにより行うようにしても良い。具体的には、基板１１面上、非反射部１０２の形成領域に数百ｎｍ（好ましくは１００ｎｍ〜２００ｎｍ程度）のピッチおよび深さの凹凸構造（微細構造１２ａ）を形成し、その上に反射層１２を形成する。これにより、非反射部１０２の反射率を反射部１０１の反射率に比べ大きく変化させることができる。
【００２８】
なお、微細構造１２ａの形成は、例えば、次のような工程にて行うことができる。
【００２９】
まず、シリコン原盤にスピンコートによりレジストを塗布する。ここで用いられるレジストは電子ビーム用のものである。その後、ＥＢ描画（電子ビームカッティング）にて、上記ピッチの凹凸構造を形成する。この描画後、現像処理を行い、ＲＩＥ加工を行う。さらに、酸素プラズマアッシングを行って、残存するレジストを除去する。これにより、シリコン原盤上に凹凸構造が形成される（Ｓｉ原基）。
【００３０】
次に、このＳｉ原基に対し、Ｎｉスパッタを行い、さらに、電解めっきによって、Ｎｉを堆積する。そして、堆積したＮｉ層をＳｉ原盤から剥離して、スタンパを作製する。このスタンパを用いて、射出成形により基板１１を作製する。これにより、凹凸構造（微細構造１２ａ）が転写された基板１１が形成される。
【００３１】
なお、かかる微細構造１２ａとこれによる反射率低下については、本出願人が先に出願した特願２００４−３０４４８８号にも記載されている。
【００３２】
図３に、エリアＡ、Ｂ、Ｃにおけるビームプロファイルの測定方法を示す。
【００３３】
まず、同図（ａ）を参照して、ビームがエリアＡをディスク周方向に走査すると、その反射光強度Ｐは、同図中段に示すように変化する。ここで、Ｔ＝Ｔｎにおける反射光強度Ｐｎは、ビームが反射部１０１に進入した後、時間Ｔｎの位置にあるときの総反射光量となっている。よって、反射光強度Ｐを時間Ｔで微分することにより、同図下段に示す如く、反射部１０１への進入方向（同図のＡ方向）におけるビームスポット（反射層１２上の収束された収束スポット）の強度分布を求めることができる。そして、この強度分布から、たとえば、上記Ｐｓ＝Ｐｏ／ｅ2をもとに、当該方向におけるビームスポットのスポット径を求めることができる。
【００３４】
同様に、ビームがエリアＢ、Ｃを走査する場合には、反射光強度Ｐを時間Ｔで微分することにより、反射部１０１への進入方向（同図（ｂ）（ｃ）のＢ、Ｃ方向）におけるビームスポットの強度分布を求めることができる。ただし、これらの場合には、反射部１０１と非反射部１０２の境界がビーム走査方向に対して４５度だけ傾いているため、反射部１０１にビームが進入し始めてから進入し終わるまでに、ビーム径の√２倍の走査距離が必要となる。よって、ビームスポットの強度分布は、反射光強度Ｐを時間Ｔで微分し、さらにこれを時間軸方向に１／√２倍だけ圧縮することにより求めることができる。そして、この強度分布から、たとえば上記Ｐｓ＝Ｐｏ／ｅ2をもとに、それぞれの方向におけるビームスポットのスポット径を求めることができる。
【００３５】
図４に、ビームプロファイル測定時の処理フローを示す。
【００３６】
ビームプロファイルの測定が開始されると、Ｓ１０１、Ｓ１０２にてディスク回転サーボ（線速度一定）とフォーカスサーボが共にＯＮとされた後、Ｓ１０３にて光ピックアップがエリアＡにアクセスされる。そして、Ｓ１０４にて、エリアＡ走査時における再生ＲＦ信号を微分することにより、ディスク周方向（ビーム走査方向）におけるビームスポットの強度分布が求められ、さらに、この強度分布から上記Ｐｓ＝Ｐｏ／ｅ2の範囲を算出して、当該方向におけるビームスポットのスポット径が求められる。
【００３７】
しかして、ディスク周方向におけるビームスポットのプロファイルが測定されると、Ｓ１０５にて光ピックアップがエリアＢにアクセスされる。そして、Ｓ１０６にて、エリアＢ走査時における再生ＲＦ信号を微分し、さらにこれを時間軸方向に１／√２倍だけ圧縮することにより、ビーム走査方向に対して時計方向に４５度だけ傾いた方向（図３（ｂ）のＢ方向）におけるビームスポットの強度分布が求められる。さらに、この強度分布から上記Ｐｓ＝Ｐｏ／ｅ2の範囲を算出して、当該方向におけるビームスポットのスポット径が求められる。
【００３８】
しかる後、光ピックアップは、Ｓ１０７にて、エリアＣにアクセスされ、Ｓ１０８にて、エリアＣ走査時における再生ＲＦ信号を微分し、さらにこれを時間軸方向に１／√２倍だけ圧縮することにより、ビーム走査方向に対して反時計方向に４５度だけ傾いた方向（図３（ｃ）のＣ方向）におけるビームスポットの強度分布が求められる。さらに、この強度分布から上記Ｐｓ＝Ｐｏ／ｅ2の範囲を算出して、当該方向におけるビームスポットのスポット径が求められる。
【００３９】
以上のようにして、各方向におけるビームプロファイルが測定されると、次に、Ｓ１０９にて、ディスク径方向におけるビームプロファイルの演算が行われる。かかる演算は、例えば、上記のようにして測定した各方向の強度分布をもとにディスク径方向におけるビームスポットの強度分布を近似算出し、算出した強度分布から上記Ｐｓ＝Ｐｏ／ｅ2の範囲を算出して当該方向におけるビームスポットのスポット径を求めることによって行われる。
【００４０】
かかる処理フローによれば、図３に示すＡ方向、Ｂ方向、Ｃ方向のビームプロファイルを円滑に測定することができる。また、ディスク径方向におけるビームプロファイルを近似算出することができる。
【００４１】
なお、かかる処理フローにおいて、ディスクの回転サーボは、たとえば、ディスク径方向における光ピックアップのアクセス位置（半径距離）を検出し、検出したアクセス位置をもとに線速度が一定となるようディスクを回転駆動することにより行われる。この場合、ドライブ側に、光ピックアップのアクセス位置（半径距離）を検出するための手段（スケールセンサー）等が必要となる。
【００４２】
図５は、光ディスク１００の他の構成例を示すものである。
【００４３】
本構成例では、ビームを案内するためのトラックが同心円状または螺旋状に形成されており、当該トラックの連続性が欠落した領域（ビームプロファイル測定エリア）に、上述の反射部１０１と非反射部１０２が形成されている。ここで、トラックは一連のピット列によって形成されている。また、各トラックのアドレス（例えば、ディスク内周側から何番目のトラックであるか等）がピット列によって記録されている。なお、この構成例においては、ピット走査時における再生ＲＦ信号の振幅周期を監視することによりディスクを線速度一定に回転制御することができる。
【００４４】
本構成例に係るディスクを用いた場合、ビームプロファイルの測定処理は、上記図４に示す処理フローとほぼ同様にして行われる。但し、この場合には、処理ステップとして、トラッキングサーボをＯＮにする処理ステップが別途追加される。かかる処理ステップの追加により、ビームは反射部１０１と非反射部１０２の境界に対してそれぞれ垂直または４５度の角度をもって正しく入射することとなる。すなわち、上述の実施形態では、ビームを案内するためのトラックが形成されていないことから、ディスク偏芯等によって、ビームが反射部１０１と非反射部１０２の境界に対して正規の入射角度から若干ずれて入射し、このため、ビームプロファイルの測定精度がやや低下する惧れがある。これに対し、本構成例では、ビームがビームプロファイル測定エリアに入射する直前までトラックに案内されているため、ディスク偏芯等があっても、ビームは反射部１０１と非反射部１０２の境界に対し正規の入射角度からずれることなく入射する。よって、本構成例によれば、上記実施形態に比べ、ビームプロファイルの測定精度を高めることができる。
【００４５】
なお、ビーム案内用のトラックは、図６および図７に示すように、グルーブとランドにて形成することもできる。この場合、各トラックのアドレスは、既存のＤＶＤ等と同様、グルーブまたはランドをウォブルさせることにより記録すれば良い。また、グルーブまたはランド走査時におけるウォブル信号の振幅周期を監視することによりディスクを線速度一定に回転制御することができる。
【００４６】
この他、上記実施の形態では、ディスクを径方向に３つのエリアに分割し、反射部１０１と非反射部１０２の境界の角度をエリア毎に相違させるようにしたが、エリアの分割数ないし境界角度のバリエーションはこれに限定されるものではない。たとえば、図８（ａ）に示すように、ディスクを径方向に５つのエリアに分割し、境界の角度を、エリアＡはディスク周方向に対して９０度、エリアＢ、Ｃはディスク周方向に対して時計方向、反時計方向に４５度、エリアＤ、Ｅはディスク周方向に対して時計方向、反時計方向に６０度としても良い。こうすると、ビームプロファイルの測定可能方向を増加させることができ、また、これ以外の方向（たとえばディスク径方向）におけるプロファイルの近似演算を実際のプロファイルにさらに近づけることができる。
【００４７】
さらに、ディスクを径方向に分割せずに、たとえば、図８（ｂ）に示すように、ビーム走査方向に対する反射部１０１と非反射部１０２の境界の角度を径方向位置に応じてリニアに変化させるようにしても良い。この場合、上記のように各トラックのアドレスをピット列またはウォブルによって持たせておけば、ドライブ側においてこのアドレス情報をもとに、現ビーム走査位置における反射部１０１と非反射部１０２の境界角度を検知することができる。よって、さらに多くの方向のビームプロファイルを測定することができる。
【００４８】
この他、上記実施形態では、反射型の光ディスクを例示したが、透過型の光ディスクに本発明を適用することもできる。この場合、上述の反射部１０１と非反射部１０２は、光の透過率が相違するようにして構成される。
【００４９】
さらに、上記では径方向にエリア分割するようにしたが、周方向にエリア分割し、反射部１０１と非反射部１０２の境界の角度をエリア毎に相違させるようにしても良い。
【００５０】
本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施の形態に係る光ディスクの構成を示す図
【図２】実施の形態に係る光ディスクの断面構造を示す図
【図３】実施の形態に係るビームプロファイル測定方法を説明する図
【図４】実施の形態に係るビームプロファイル測定処理時のフローチャート
【図５】実施の形態に係る光ディスクの他の構成例を示す図
【図６】実施の形態に係る光ディスクの他の構成例を示す図
【図７】実施の形態に係る光ディスクの他の構成例を示す図
【図８】実施の形態に係る光ディスクの他の構成例を示す図
【符号の説明】
【００５２】
１００  ディスク
１０１  反射部
１０２  非反射部
１２  反射層
１２ａ  微細構造
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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