(57)【要約】      （修正有）【課題】レーザビームの光軸を簡単な構成で制御できる光ディスク原盤露光装置を提供する。【解決手段】ホルダーに設けた光歪素子の上にハーフミラーを設けた構成からなる光歪素子可動ミラー１５８を、露光用レーザ１５７のビーム光路上に配置する。この光歪素子としては、光歪係数が二軸方向に連続的に変化する傾斜機能材料によって形成する。【選択図】図２１
2004273111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光光源から出力された露光用光を複数のミラーを介して露光ユニットに送り、この露光ユニットから光ディスク原盤に照射する光ディスク原盤露光装置において、
前記露光用光の光路上に配置されたハーフミラーと、
このハーフミラーを透過した前記露光用光に応動して前記ハーフミラーを位置制御する光歪素子と、
を具備したことを特徴とする光ディスク原盤露光装置。
【請求項２】
前記光歪素子は、光歪係数が二軸方向に連続的に変化する傾斜機能材料により形成されることを特徴とする請求項１７記載の光ディスク原盤露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク原盤にレーザビーム等の露光用光を照射してピット、グルーブなどの情報群を記録する光ディスク原盤露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク製造の概略は、先ずガラス原板に対して感光材料であるフォトレジストを塗布し、これを光ディスク原盤とする。
【０００３】
次にこの光ディスク原盤のフォトレジストをレーザビームにより露光する。
【０００４】
この後、光ディスク原盤に対する現像などの処理を行い、記録すべき情報を凹形状として加工し、これをピットやグルーブ信号として記録する。続いて光ディスク原盤から情報を写しとり、これを原盤として光ディスクの複製を行うに必要な金属スタンパを作成する。
【０００５】
そして、この金属スタンパを用いて複製を行い、最終製品である光ディスクを完成する。
【０００６】
図３７はかかる直線駆動の光ディスク原盤露光装置の構成図である。
【０００７】
スピンドルモータ１の回転軸には、ターンテーブル２が連結され、このターンテーブル２上に光ディスク原盤３が載置されている。
【０００８】
一方、ターンテーブル２の上方には、一軸方向の送りスライダ４が設けられ、この送りスライダ４上に微動ユニット５を介して露光ユニット６が設けられている。
【０００９】
これら送りスライダ４及び微動ユニット６は、それぞれレーザ干渉測長器７、８により移動距離が測長され、これらの移動距離をコントローラ９にフィードバックすることにより駆動制御されるものとなっている。
【００１０】
このような構成であれば、光ディスク原盤３は、スピンドルモータ１の駆動により一定の速度で回転し、かつ露光ユニット６は、送りスライダ４及び微動ユニット５に対するフィードバック制御により、光ディイク原盤３の半径方向に直線的に送られる。
【００１１】
従って、光ディスク原盤３には、露光ユニット６から出力されたレーザビーム１０がその全面に走査・露光される。
【００１２】
このレーザビーム１０による露光により光ディスク原盤３の面上には、ピット、グルーブなどの情報群が記録される。
【００１３】
ところで、露光ユニット６を搭載する送りスライダ４は、図３８(a)〜(c)に示すように２本のガイド１１、１２を移動する構成となっているが、この構成では、送りスライダ４は、同図(a)に示すように点Ｐを回転中心としてヨーイング運動し、又同図(b)に示すように点Ｑを中心としてピッチング運動し、同図(c)に示すように点Ｒを中心としてローリング運動する。
【００１４】
なお、送りスライダ４には、露光ユニット６としての対物レンズ１３が示されている。
【００１５】
このため、これら送りスライダ４のヨーイング運動、ピッチング運動、ローリング運動、さらには真直度の運動誤差に起因して光ディスク原盤３に記録された情報群に記録誤差が生じる。
【００１６】
又、光ディスク原盤３に対する露光のために一軸の送りスライダ４を用いて走査しているが、この送りスライダ４のスライダサイズ、その周辺機器等により装置全体が大型化し、装置の小形化を実現するのが困難となっている。
【００１７】
さらに又、光ディスク原盤３に対する情報群の記録誤差としては、スピンドルモータ１の回転による非繰り返し振れに起因する記録誤差、光ディスク原盤３のスピンドルモータ１に対する芯合わせすなわちセンタリング誤差に起因する記録誤差、露光ユニット６による振動に起因する記録誤差が挙げられる。
【００１８】
又、露光（記録）レーザヘッド２０のサイズ、例えば約１２００ｍｍ×１５０ｍｍ×２００ｍｍと、これら露光ユニット６や送りスライダ４等の露光光学系及びその制御系の占有スペースが広くなり、装置の小形化が困難となっている。
【００１９】
又、送りスライダ４及び微動ユニット６は、それぞれ各レーザ干渉測長器７、８により移動距離が測長されているが、これらレーザ干渉測長器７、８の分解能に微動ユニット５の分解能が制約を受けてしまい、光ディスク原盤３に対して高精度な記録が困難となっている。
【００２０】
又、これらレーザ干渉測長器７、８の光学系、例えばミラー、レシーバ、干渉計、スプリッタ、ベンダー等の占めるスペースを無視することができず、装置の小形化といった点で問題がある。
【００２１】
一方、図３９は他の光ディスク原盤露光装置の構成図である。なお、図３７と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【００２２】
露光レーザヘッド２０から出力されたレーザビーム２１は、光軸制御系の各ミラー２２〜２５でそれぞれ反射して露光ユニット２６に伝送されるものとなっている。
【００２３】
この露光ユニット２６は、一軸方向の送りスライダ２７に搭載され、光ディスク原盤３の半径方向に送られて、レーザビーム２１を光ディスク原盤３の面上に照射するものとなっている。
【００２４】
この露光ユニット２６には、フォーカス制御系として、Ｚステージ・ボイスコイルモータ等のフォーカスアクチュエータ２８の駆動により対物レンズ２９を光軸方向に移動自在とし、かつ対物レンズ２９の光軸上に可動ミラー３０を配置してレーザビーム２１の一部をフォトディテクタ（ＰＤ）３１により検出し、このフォトディテクタ３１の出力信号をフォーカスアクチュエータ２８にフィードバックしてフォーカス制御する機能が備えられている。
【００２５】
このような構成であれば、光ディスク原盤３は、スピンドルモータ１の駆動により一定の速度で回転し、かつ露光ユニット２６は、送りスライダ２７による送り動作により、光ディスク原盤３の半径方向に直線的に送られる。
【００２６】
一方、露光レーザヘッド２０から出力されたレーザビーム２１は、各ミラー２２〜２５で反射して露光ユニット２６に送られ、この露光ユニット２６から対物レンズ２９により集光されて光ディスク原盤３に露光される。
【００２７】
従って、光ディスク原盤３には、露光ユニット２６から出力されたレーザビーム２１がその全面に走査・露光される。このレーザビーム２１による露光により光ディスク原盤３の面上には、ピット、グルーブなどの情報群が記録される。
【００２８】
しかしながら、このような装置であれば、光軸制御系の各ミラー２２〜２５を配置すると共にフォーカス制御系として可動ミラー３０、フォトディテクタ３１及びフォーカスアクチュエータ２８を設けなければならず、これら光軸制御系及びフォーカス制御系は、その構成が複雑であり、装置の大型化につながる。
【００２９】
又、光ディスク原盤３上における実際のレーザビーム２１の照射位置の検出がされていないので、露光（記録）誤差が生じるという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
以上のように送りスライダ４のヨーイング運動、ピッチング運動、ローリング運動、さらには真直度の運動誤差に起因して光ディスク原盤３に記録された情報群に記録誤差が生じる。
【００３１】
又、一軸の送りスライダ４を用いることにより、装置の小形化が困難となっている。
【００３２】
又、スピンドルモータ１の回転による非繰り返し振れに起因する記録誤差、光ディスク原盤３のスピンドルモータ１に対するセンタリング誤差に起因する記録誤差、露光ユニット６による振動に起因する記録誤差があり、高精度な記録ができない。
【００３３】
又、各レーザ干渉測長器７、８の分解能に微動ユニット５の分解能が制約を受けてしまい、光ディスク原盤３に対して高精度な記録が困難となっている。
【００３４】
又、レーザビーム２１の光軸制御系及びフォーカス制御系は、その構成が複雑であり、露光レーザヘッドの大型サイズも装置の大型化につながる。
【００３５】
又、光ディスク原盤３上における実際のレーザビーム２１の照射位置の検出がされていないので、露光（記録）誤差が生じる。
【００３６】
そこで本発明は、送りスライダの運動誤差に起因する記録誤差を補正できる光ディスク原盤露光装置を提供することを目的とする。
【００３７】
又、本発明は、送りスライダの運動誤差に起因する記録誤差を補正できるとともに装置の小形化を図れる光ディスク原盤露光装置を提供することを目的とする。
【００３８】
又、本発明は、スピンドルモータの回転による非繰り返し振れに起因する記録誤差などを無くして高精度な記録ができ、かつ装置の小形化を図れる光ディスク原盤露光装置を提供することを目的とする。
【００３９】
又、本発明は、スピンドルモータの回転による非繰り返し振れに起因する記録誤差及び光ディスク原盤のスピンドルモータ１に対するセンタリング誤差に起因する記録誤差を無くして高精度な記録ができる光ディスク原盤露光装置を提供することを目的とする。
【００４０】
又、本発明は、レーザ干渉測長器の分解能に制約されずに光ディスク原盤に対して高精度な記録ができる光ディスク原盤露光装置を提供することを目的とする。
【００４１】
又、本発明は、レーザビームの光軸制御を簡単な構成でできる光ディスク原盤露光装置を提供することを目的とする。
【００４２】
又、本発明は、レーザビームのフォーカス制御を簡単な構成でできる光ディスク原盤露光装置を提供することを目的とする。
【００４３】
又、本発明は、レーザビームの照射位置を簡単な構成で検出できる光ディスク原盤露光装置を提供することを目的とする。
【００４４】
又、本発明は、レーザビームの光軸制御、フォーカス制御及びレーザビームの照射位置を簡単な構成で検出できる光ディスク原盤露光装置を提供することを目的とする。
【００４５】
又、本発明は、情報を高精度に記録した光ディスクを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００４６】
第１の本発明によれば、露光ユニットから出力された露光用光を光ディスク原盤に照射する光ディスク原盤露光装置において、露光ユニットを光ディスク原盤に対して粗く位置決めする粗動駆動手段と、露光ユニットを微動させる微動駆動手段と、露光ユニットを粗動駆動手段により位置決めした後、粗動駆動手段により露光ユニットを駆動したときの運動誤差を検出する運動誤差検出手段と、この運動誤差検出手段により検出された運動誤差に基づいて微動駆動手段を微動させて露光ユニットの位置・姿勢を補正する位置・姿勢補正手段とを備えた光ディスク原盤露光装置である。
【００４７】
このような光ディスク原盤露光装置であれば、露光ユニットを光ディスク原盤に対して粗位置決めすると、このときの露光ユニットを駆動したときの運動誤差が検出され、この運動誤差に基づいて露光ユニットを微動させて、この露光ユニットの位置・姿勢を補正する。
【００４８】
第２の本発明によれば、第１の本発明に記載の光ディスク原盤露光装置において、微動駆動手段は、露光ユニットを互いに垂直方向のｘ軸、ｙ軸及びｚ軸にそれぞれ微動させる各第１の微動素子と、露光ユニットをｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の各軸回り方向にそれぞれ微小回転させる各第２の微動素子とを備えている。
【００４９】
このような光ディスク原盤露光装置であれば、運動誤差に基づいて露光ユニットをｘ軸、ｙ軸及びｚ軸にそれぞれ微動し、これと共にこれらｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の各軸回り方向にそれぞれ微小回転させて、露光ユニットの位置・姿勢を補正する。
【００５０】
第３の本発明によれば、第１の本発明に記載の光ディスク原盤露光装置において、運動誤差検出手段は、粗動駆動手段により露光ユニットを駆動したときのｘ軸及びｙ軸方向の各移動位置を検出する各位置検出計と、粗動駆動手段により露光ユニットを駆動したときのｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の各軸回り方向の角度位置を検出する各角度検出計と、これら位置検出計及び角度検出計によりそれぞれ検出された移動位置及び角度位置に基づいてｘ軸及びｙ軸方向の運動誤差及びｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の各軸回り方向の運動誤差を求める運動誤差算出手段とを有している。
【００５１】
このような光ディスク原盤露光装置であれば、露光ユニットを粗位置決めしたときのｘ軸及びｙ軸方向の各移動位置を検出し、これと共にｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の各軸回り方向の角度位置を検出し、これら移動位置及び角度位置に基づいてｘ軸及びｙ軸方向の運動誤差及びｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の各軸回り方向の運動誤差を求める。
【００５２】
第４の本発明によれば、第３の本発明に記載の光ディスク原盤露光装置において、角度検出計は、前記露光ユニットを移動する粗動スライダのピッチング、ヨーイング及びローリングを検出する。
【００５３】
第５の本発明によれば、第１の本発明に記載の光ディスク原盤露光装置において、位置・姿勢補正手段は、運動誤差検出手段により求められたｘ軸及びｙ軸方向の運動誤差に基づいて微動駆動手段における第１の微動素子を駆動し、かつ運動誤差検出手段により求められたｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の各軸回り方向の運動誤差に基づいて微動駆動手段における第２の微動素子を駆動する機能を有する。
【００５４】
第６の本発明によれば、露光ユニットから出力された露光用光を光ディスク原盤に照射する光ディスク原盤露光装置において、露光ユニットを光ディスク原盤に対して傾き方向に移動自在なチルト機構と、このチルト機構を傾き運動させる変位素子と、露光ユニットの傾き角度を検出する角度検出器と、この角度検出器により検出された傾き角度に基づいて変位素子を駆動して、露光ユニットから出力された露光用光を光ディスク原盤上のラジアル方向に走査する露光制御手段とを備えた光ディスク原盤露光装置である。
【００５５】
このような光ディスク原盤露光装置であれば、変位素子を駆動することによりチルト機構を傾き運動させると、このチルト機構を傾き運動に応動して露光ユニットから出力される露光用光の出射方向が走査される。従って、光ディスク原盤上には、露光用光がラジアル方向に走査される。
【００５６】
第７の本発明によれば、第６の本発明に記載の光ディスク原盤露光装置において、チルト機構は、切欠きヒンジにより形成されている。
【００５７】
このような光ディスク原盤露光装置であれば、チルト機構は、変位素子の駆動により切欠きヒンジを中心として回動し、露光ユニットを傾き運動させる。
【００５８】
第８の本発明によれば、第６の本発明に記載の光ディスク原盤露光装置において、変位素子は、複数の圧電素子を積層した積層圧電素子である。
【００５９】
第９の本発明によれば、第６の本発明に記載の光ディスク原盤露光装置において、変位素子は、複数の圧電素子を積層した積層圧電素子とインチワームモータとを組み合わせて構成される。
【００６０】
第１０の本発明によれば、露光用光を光ディスク原盤に照射する光ディスク原盤露光装置において、露光用光を出力する露光光源と、この露光光源に光ファイバーを介して接続され、この光ファイバー内を伝送してきた露光用光を光ディスク原盤に照射する露光ユニットと、この露光ユニットを２次元平面上に移動させるリニアモータ機構と、このリニアモータ機構を動作制御して露光ユニットを２次元平面上に移動して、露光用光を光ディスク原盤上に走査させる露光制御手段とを備えた光ディスク原盤露光装置である。
【００６１】
このような光ディスク原盤露光装置であれば、露光ユニットは、リニアモータ機構に対する動作制御により２次元平面上を移動する。このとき、露光光源から出力された露光用光は、光ファイバー内を伝送して露光ユニットに送られるので、露光用光は、光ディスク原盤上に走査・露光される。
【００６２】
第１１の本発明によれば、第１０の本発明に記載の光ディスク原盤露光装置において、複数の露光ユニットをリニアモータガイド板上に配置し、これら露光ユニットをそれぞれ２次元平面上に移動制御し、これら露光ユニットから出力された各露光用光を前記光ディスイク原盤上に照射する。
【００６３】
第１２の本発明によれば、露光用光を光ディスク原盤に照射する光ディスク原盤露光装置において、露光用光を出力する露光光源と、鏡面における反射角度が変化し、露光光源から出力された露光用光を反射して光ディスク原盤上に走査する走査型反射光学系と、
を備えた光ディスク原盤露光装置である。
【００６４】
このような光ディスク原盤露光装置であれば、露光光源から出力された露光用光は、走査型反射光学系の鏡面で反射して光ディスク原盤に照射されるが、このとき走査型反射光学系の鏡面は、その反射角度が変化する。この鏡面の反射角度の変化により、露光用光は、光ディスク原盤上に走査される。
【００６５】
第１３の本発明によれば、第１２の本発明に記載の光ディスク原盤露光装置において、走査型反射光学系は、露光用光の反射角度を変化させる能動光学ミラーと、この能動光学ミラーの裏面側に配置された複数のアクチュエータ群とを備え、かつ光ディスク原盤上における露光用光の走査位置に応じて各アクチュエータ群をそれぞれ変位駆動して能動光学ミラーの角度位置を制御する露光制御手段を付加した。
【００６６】
このような光ディスク原盤露光装置であれば、能動光学ミラーの裏面側に配置された複数のアクチュエータ群が変位駆動することにより、走査型反射光学系の鏡面つまり能動光学ミラーでの反射角度が変化する。
【００６７】
第１４の本発明によれば、第１２の本発明に記載の光ディスク原盤露光装置において、露光光源から出力された露光用光が走査型反射光学系で反射して光ディスク原盤に照射される露光用光の光路長が、光ディスク原盤上の全ての照射位置に対して一定に制御される。
【００６８】
第１５の本発明によれば、露光ユニットから出力された露光用光を光ディスク原盤に照射する光ディスク原盤露光装置において、光ディスク原盤を一定の速度で回転させる回転機構と、露光ユニットを光ディスク原盤の半径方向に移動させるスライダと、このスライダに設けられ露光ユニットを微動させる微動ユニットと、この微動ユニットによる露光ユニットの微動位置を検出する走査型探針顕微鏡と、この走査型探針顕微鏡により検出された露光ユニットの微動位置に基づいて微動ユニットを微動制御して露光ユニットを位置決めする露光制御手段とを備えた光ディスク原盤露光装置である。
【００６９】
このような光ディスク原盤露光装置であれば、一定の速度で回転する光ディスク原盤に対し、露光ユニットを光ディスク原盤の半径方向に移動させ、かつ露光ユニットを微動ユニットにより微動させる。このとき、露光ユニットの微動位置を走査型探針顕微鏡により検出し、この微動位置に基づいて微動ユニットを微動制御して露光ユニットを位置決めする。
【００７０】
第１６の本発明によれば、第１５の本発明に記載の光ディスク原盤露光装置において、走査型探針顕微鏡は、走査型トンネル顕微鏡又は原子間力顕微鏡である。
【００７１】
第１７の本発明によれば、露光光源から出力された露光用光を複数のミラーを介して露光ユニットに送り、この露光ユニットから光ディスク原盤に照射する光ディスク原盤露光装置において、露光用光の光路上に配置されたハーフミラーと、このハーフミラーを透過した露光用光に応動してハーフミラーを位置制御する光歪素子とを備えた光ディスク原盤露光装置である。
【００７２】
このような光ディスク原盤露光装置であれば、露光光源から出力された露光用光の光路上に配置されたハーフミラーを位置制御することにより、露光用光の光軸制御が行われる。
【００７３】
第１８の本発明によれば、第１７の本発明に記載の光ディスク原盤露光装置において、光歪素子は、光歪係数が二軸方向に連続的に変化する傾斜機能材料により形成される。
【００７４】
第１９の本発明によれば、露光ユニットにより露光用光を集光して光ディスク原盤に照射する光ディスク原盤露光装置において、露光ユニットを露光用光の光軸方向に微動させる光歪素子と、光ディスク原盤からの戻り露光用光を入射し、露光ユニットの光ディスク原盤に対するジャストフォーカスからのずれ量に応じたスポットのフォーカス制御光に成形し、このフォーカス制御光を光歪素子に照射して露光ユニットをジャストフォーカス位置に制御するフォーカス制御手段とを備えた光ディスク原盤露光装置である。
【００７５】
このような光ディスク原盤露光装置であれば、光ディスク原盤からの戻り露光用光をジャストフォーカスからのずれ量に応じたスポットのフォーカス制御光に成形し、このフォーカス制御光を光歪素子に照射する。この光歪素子は、フォーカス制御光に応じて露光ユニットを光軸方向に駆動し、ジャストフォーカスに制御する。
【００７６】
第２０の本発明によれば、第１９の本発明に記載の光ディスク原盤露光装置において、光歪素子は、光歪係数が一軸方向に連続的に変化する傾斜機能材料により形成される。
【００７７】
第２１の本発明によれば、露光用光を光ディスク原盤に照射する光ディスク原盤露光装置において、光ディスク原盤の露光用光の透過位置に配置され、光ディスク原盤を透過した露光用光を受光して変位する複数の光歪素子から成る光歪素子群と、この光歪素子群の変位を検出する変位計と、この変位計により検出された光歪素子群の変位に基づいて光ディスク原盤に対する露光用光の照射位置を検出する照射位置検出手段とを備えた光ディスク原盤露光装置である。
【００７８】
このような光ディスク原盤露光装置であれば、光ディスク原盤に露光された露光用光が光ディスク原盤を透過すると、この露光用光は、光ディスク原盤における照射位置に応じた光歪素子に照射される。この光歪素子に対する露光用光の照射により光歪素子群は変位し、この変位が変位計により検出される。そして、この光歪素子群の変位に基づいて光ディスク原盤に対する露光用光の照射位置が検出される。
【００７９】
第２２の本発明によれば、第２１の本発明に記載の光ディスク原盤露光装置において、ベース部材にヒンジ部を介して光歪素子群を接続し、この光歪素子群のいずれかの光歪素子に露光用光が照射すると、この光歪素子の変位に応動して光歪素子群がヒンジ部を中心として回動変位し、変位計は光歪素子群の先端部の変位を検出する。
【００８０】
第２３の本発明によれば、露光用光を光ディスク原盤に照射する光ディスク原盤露光装置において、光ディスク原盤の露光用光の透過位置に配置され、光ディスク原盤を透過した露光用光の光圧により変位する切り欠きヒンジと、この切り欠きヒンジの変位を検出する変位計と、この変位計により検出された切り欠きヒンジの変位に基づいて光ディスク原盤に対する露光用光の照射位置を検出する照射位置検出手段とを備えた光ディスク原盤露光装置である。
【００８１】
このような光ディスク原盤露光装置であれば、光ディスク原盤に露光された露光用光が光ディスク原盤を透過すると、この露光用光は、光ディスク原盤における照射位置に応じた部分の切り欠きヒンジに照射される。この露光用光の照射により切り欠きヒンジは変位し、この変位が変位計により検出される。そして、この切り欠きヒンジの変位に基づいて光ディスク原盤に対する露光用光の照射位置が検出される。
【００８２】
第２４の本発明によれば、露光光源から出力された露光用光を複数のミラーを介して露光ユニットに送り、この露光ユニットから光ディスク原盤に照射する光ディスク原盤露光装置において、露光用光の光路上に配置されたハーフミラーと、このハーフミラーを透過した露光用光に応動してハーフミラーを位置制御する光歪素子と、露光ユニットを露光用光の光軸方向に微動させる光歪素子と、光ディスク原盤からの戻り露光用光を入射し、露光ユニットの光ディスク原盤に対するジャストフォーカスからのずれ量に応じたスポットのフォーカス制御光に成形し、このフォーカス制御光を光歪素子に照射して前記露光ユニットをジャストフォーカス位置に制御するフォーカス制御手段と、光ディスク原盤の露光用光の透過位置に配置され、光ディスク原盤を透過した露光用光を受光して変位する複数の光歪素子から成る光歪素子群と、この光歪素子群の変位を検出する変位計と、この変位計により検出された光歪素子群の変位に基づいて光ディスク原盤に対する露光用光の照射位置を検出する照射位置検出手段とを備えた光ディスク原盤露光装置である。
【００８３】
このような光ディスク原盤露光装置であれば、露光光源から出力された露光用光の光路上に配置されたハーフミラーの位置制御により露光用光の光軸制御が行われ、光ディスク原盤からの戻り露光用光をジャストフォーカスからのずれ量に応じたスポットのフォーカス制御光に成形し、このフォーカス制御光を光歪素子に照射することにより露光ユニットをジャストフォーカスに制御し、かつ光ディスク原盤を透過した露光用光を光歪素子群の光歪素子に照射し、このときの光歪素子群の変位に基づいて光ディスク原盤に対する露光用光の照射位置を検出する。
【００８４】
第２５の本発明によれば、第１乃至２４の本発明のいずれかに記載の光ディスク原盤露光装置により作製された光ディスク原盤を複製して得られた光ディスクである。
【発明の効果】
【００８５】
本発明は、レーザビームの光軸制御を簡単な構成でできる光ディスク原盤露光装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８６】
（１）以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００８７】
図１は第１乃至第５の本発明に対応する光ディスク原盤露光装置の構成図である。
【００８８】
スピンドルモータ１の回転軸には、ターンテーブル２が連結され、このターンテーブル２上に例えばガラスなどの透光性部材からなる光ディスク原盤３が載置されている。
【００８９】
又、ターンテーブル２の上方には、２本のガイド４０、４１が例えばｘ軸方向に互いに平行に配置され、これらガイド４０、４１上に粗動スライダ４２が移動自在に設けられている。
【００９０】
この粗動スライダ４２は、粗動駆動機構４３における粗動駆動モータ４４の駆動により各ガイド４０、４１上に移動する。
【００９１】
この粗動スライダ４２上には、微動ユニット４５が設けられ、この微動ユニット４５に露光ユニット４６が搭載されている。
【００９２】
この露光ユニット４６は、対物レンズ及びフォーカス制御系を備えたもので、露光レーザヘッド４７から出力され、光軸制御系の各ミラー４８〜５１で反射して入射したレーザビーム５２を集光して光ディスク原盤３面上に露光する機能を有している。
【００９３】
一方、ｘ軸方向の位置検出系５３は、粗動スライダ４２のｘ軸方向の位置を検出する機能を有している。この位置検出系５３は、レーザ干渉測長器５４及び測長用ミラー５５を備えている。
【００９４】
このうちレーザ干渉測長器５４は粗動スライダ４２とは別のベース上に固定され、測長用ミラー５５はレーザ干渉測長器５４から出力されるレーザビームの光路上でかつ粗動スライダと一体的に移動するものとなっている。
【００９５】
レーザ干渉測長器５４は、レーザビームを出力して測長用ミラー５５からの反射レーザビームを受光し、この反射レーザビームと基準レーザビームとの干渉させて粗動スライダ４２のｘ軸方向の位置に応じた干渉信号を出力する機能を有している。
【００９６】
ｙ軸方向の位置検出系５６は、粗動スライダ４２のｙ軸方向の位置を検出する機能を有している。この位置検出系５６は、レーザ干渉測長器５７及び第１の測長用長体ミラー５８を備えている。
【００９７】
レーザ干渉測長器５７は、レーザビームを出力して第１の測長用長体ミラー５８からの反射レーザビームを受光し、この反射レーザビームと基準レーザビームとを干渉させて粗動スライダ４２のｙ軸方向の位置に応じた干渉信号を出力する機能を有している。
【００９８】
第１の角度検出系５９は、粗動スライダ４２のヨーイング運動によるｚ軸回りθ1 の回転位置を検出する機能を有している。
【００９９】
この第１の角度検出系５９には、レーザ角度計、オートコリメータなどが用いられ、例えばレーザ角度計であれば、レーザビームを粗動スライダ４２に照射すると共にその反射レーザビームを受光し、この反射レーザビームと基準レーザビームとを干渉させて粗動スライダ４２のｚ軸回りθ１の回転位置に応じた干渉信号を出力する機能を有している。
【０１００】
第２の角度検出系６０は、粗動スライダ４２のピッチング運動によるｙ軸回りθ２の回転位置、及び粗動スライダ４２のローリング運動によるｘ軸回りθ３の回転位置を検出する機能を有している。
【０１０１】
この第２の角度検出系６０には、レーザ角度計、オートコリメータなどが用いられ、例えばレーザ角度計であれば、レーザビームを第２の測長用長体ミラー６１に照射すると共にその反射レーザビームを受光し、この反射レーザビームと基準レーザビームとを干渉させて粗動スライダ４２のｙ軸回りθ２の回転位置、及びｘ軸回りθ３の回転位置に応じた各干渉信号を出力する機能を有している。
【０１０２】
上記微動ユニット４５は、露光ユニット４６をｘｙｚ軸方向及びこれらｘｙｚ軸回り方向θ１、θ２、θ３にそれぞれ微動させるもので、図２はその構成図である。
【０１０３】
第１のヒンジ部材７０の一端部には、Ｌ字部材７１を介して微動素子としてのθ１方向アクチュエータ７２が設けられている。このθ１方向アクチュエータ７２は、微動変位することにより第１のヒンジ部材７０をｚ軸回りのθ１方向に微小回転させるものとなる。
【０１０４】
又、第１のヒンジ部材７０の他端部には、第２のヒンジ部材７３及びＬ字部材７４が並列に設けられ、かつこれら第２のヒンジ部材７３とＬ字部材７４との間にθ２方向アクチュエータ７５が設けられている。このθ２方向アクチュエータ７５は、微動変位することにより第２のヒンジ部材７３をｙ軸回りのθ２方向に微小回転させるものとなる。
【０１０５】
又、第２のヒンジ部材７３の下部には、第３のヒンジ部材７６及びＬ字部材７７が並列に設けられ、かつこれら第３のヒンジ部材７６とＬ字部材７７との間にθ３方向アクチュエータ７８が設けられている。このθ３方向アクチュエータ７８は、微動変位することにより第３のヒンジ部材７３をｘ軸回りのθ３方向に微小回転させるものとなる。
【０１０６】
第３のヒンジ部材７６のｙ軸方向側には、ｙ軸アクチュエータ７９が設けられ、さらにこのｙ軸アクチュエータ７９に対して固定部材８０を介してｘ軸方向側にｘ軸アクチュエータ８１が設けられている。そして、このｘ軸アクチュエータ８１の下部に露光ユニット５９が設けられている。
【０１０７】
ｙ軸アクチュエータ７９はｙ軸方向に微小変位するものであり、ｘ軸アクチュエータ８１はｘ軸方向に微小変位するものである。
【０１０８】
一方、コントローラ８２は、スピンドルモータ１、粗動駆動機構４３における粗動駆動モータ４４、露光レーザヘッド４７に指令を発して光ディスク原盤３に対する露光動作を制御するもので、特に運動誤差算出手段８３及び位置・姿勢補正手段８４の各機能を有している。
【０１０９】
運動誤差算出手段８３は、ｘ軸及びｙ軸方向の各位置検出系５３、５６により検出されたｘ軸及びｙ軸の各移動距離を入力し、これら移動距離に基づいて粗動スライダ４２のｘ軸及びｙ軸方向の運動誤差を求める機能を有している。
【０１１０】
又、運動誤差算出手段８３は、第１の角度検出系５９、第２の角度検出系６０によりそれぞれ検出されたθ１、θ２及びθ３方向の回転角度を入力し、これら回転角度に基づいてｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の各軸回り方向の運動誤差を求める機能を有している。
【０１１１】
位置・姿勢補正手段８４は、運動誤差検出手段８３により求められたｘ軸及びｙ軸方向の運動誤差に基づいて微動ユニット４５におけるｘ軸及びｙ軸アクチュエータ８１、７９を駆動し、かつ運動誤差検出手段８３により求められたｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の各軸回り方向の運動誤差に基づいて微動ユニット４５におけるθ１、θ２及びθ３方向アクチュエータ７２、７５、７８を駆動する機能を有している。
【０１１２】
次に上記の如く構成された装置の作用について説明する。
【０１１３】
ターンテーブル２上には、光ディスク原盤３が載置される。
【０１１４】
コントローラ８２から粗動駆動機構４３の粗動駆動モータ４４に移動指令が発せられると、粗動スライダ４２は２本のガイド４０、４１上を移動し、露光ユニット５９を光ディスク原盤３に対して粗位置決めする。
【０１１５】
この粗動スライダ４２の粗位置決めが行われると、ｘ軸方向の位置検出系５３は、例えばレーザ干渉測長器５４からレーザビームを出力して測長用ミラー５５からの反射レーザビームを受光し、この反射レーザビームと基準レーザビームとの干渉させて粗動スライダ４２のｘ軸方向の位置に応じた干渉信号を出力する。
【０１１６】
又、ｙ軸方向の位置検出系５６は、レーザ干渉測長器５７からレーザビームを出力して第１の測長用長体ミラー５８からの反射レーザビームを受光し、この反射レーザビームと基準レーザビームとを干渉させて粗動スライダ４２のｙ軸方向の位置に応じた干渉信号を出力する。
【０１１７】
これと共に第１の角度検出系５９は、例えばレーザビームを粗動スライダ４２に照射すると共にその反射レーザビームを受光し、この反射レーザビームと基準レーザビームとを干渉させて粗動スライダ４２のヨーイング運動によるｚ軸回りの回転位置θ１に応じた干渉信号を出力する。
【０１１８】
又、第２の角度検出系６０は、例えばレーザビームを第２の測長用長体ミラー６１に照射すると共にその反射レーザビームを受光し、この反射レーザビームと基準レーザビームとを干渉させて粗動スライダ４２のピッチング運動によるｙ軸回りの回転位置θ２、及びローリング運動によるｘ軸回りの回転位置θ３に応じた各干渉信号を出力する。
【０１１９】
コントローラ８２は、ｘ軸及びｙ軸方向の各位置検出系５３、５６からのｘ軸及びｙ軸位置の各干渉信号、第１の角度検出系５９からのヨーイング運動による回転位置に応じた干渉信号、第２の角度検出系６０からのピッチング運動及びローリング運動による各回転位置に応じた各干渉信号を入力し、これら運動誤差を運動誤差算出手段８３に渡す。
【０１２０】
この運動誤差算出手段８３は、ｘ軸及びｙ軸方向の各位置検出系５３、５６により検出されたｘ軸及びｙ軸の各移動距離を入力し、これら移動距離に基づいて粗動スライダ４２のｘ軸及びｙ軸方向の運動誤差を求める。
【０１２１】
又、運動誤差算出手段８３は、第１の角度検出系５９、第２の角度検出系６０によりそれぞれ検出されたθ１、θ２及びθ３方向の回転角度を入力し、これら回転角度に基づいてｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の各軸回り方向の運動誤差を求める。
【０１２２】
位置・姿勢補正手段８４は、運動誤差検出手段８３により求められたｘ軸及びｙ軸方向の運動誤差に基づいて微動ユニット４５におけるｘ軸及びｙ軸アクチュエータ８１、７９を駆動する。
【０１２３】
又、位置・姿勢補正手段８４は、運動誤差検出手段８３により求められたｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の各軸回り方向の運動誤差に基づいて微動ユニット４５におけるθ１、θ２及びθ３方向アクチュエータ７２、７５、７８を駆動する。
【０１２４】
このようにｘ軸、ｙ軸アクチュエータ８１、７９及びθ１、θ２、θ３方向アクチュエータ７２、７５、７８をそれぞれ駆動することにより、露光ユニット５９は、ｘ軸及びｙ軸方向に微小移動するとともに、θ１、θ２、θ３方向にそれぞれ微小回転し、その位置及び姿勢が補正される。
【０１２５】
ここで、運動誤差θ１、θ２、θ３が与えられた場合、光ディスク原盤３上におけるトラックピッチ誤差ｅ１、ｅ２、ｅ３は、次の通りとなる。
【０１２６】
図３は粗動スライダ４２と光ディスク原盤３との位置関係を示している。粗動スライダ４２のヨーイング運動による回転中心Ｐからレーザビームの落射点までの距離Ｌ１、この落射点から光ディスク原盤３面上までの距離Ｌ２、光ディスク原盤３面上のレーザビーム照射点から光ディスク原盤３の中心までの距離Ｌ３を示している。
【０１２７】
図４(a)(b)は粗動スライダ４２のヨーイング運動による運動誤差θ１により生じる光ディスク原盤３面上のトラックピッチ誤差ｅ１を示す。
【０１２８】
ｅ１＝Ｌ１×（１−cosθ１）                                    …(1)
図５は粗動スライダ４２のピッチング運動による運動誤差θ２により生じる光ディスク原盤３面上のトラックピッチ誤差ｅ２を示す。
【０１２９】
ｅ２＝Ｌ２×θ２                                                …(2)
図６(a)(b)は粗動スライダ４２のローリング運動による運動誤差θ３により生じる光ディスク原盤３面上のトラックピッチ誤差ｅ3 を示す。
【０１３０】
ｅ３＝｛Ｌ３２−（Ｌ２・θ３）２｝０．５−Ｌ３                        …(3)
しかるに、Ｌ１＝２００ｍｍ、Ｌ２＝１００ｍｍ、Ｌ３＝６０ｍｍとすると、例えば運動誤差θ１＝θ２＝θ３＝１０−４radのとき、トラックピッチ誤差ｅ１、ｅ２、ｅ３の値は、
ｅ１＝０．５ｎｍ、ｅ２＝２０μｍ、ｅ３＝３ｎｍ
となる。
【０１３１】
この事から角度誤差の一番の支配因子は、運動誤差θ２であり、以下、運動誤差θ１、θ３の順序であることが分かる。
【０１３２】
実際は、運動誤差θ１、θ２、θ３による光ディスク原盤３上でのずれ量Δｘ、Δｙ、ΔＬθ１、ΔＬθ２、ΔＬθ３をｘ軸、ｙ軸アクチュエータ８１、７９及びθ１、θ２、θ３方向アクチュエータ７２、７５、７８の補正量と一致させるように、すなわち、
Δｘ＝Ｓ１×Ｖｘ                                              …(4)
Δｙ＝Ｓ２×Ｖｙ                                              …(5)
ΔＬθ１＝（Ｌ２´／Ｌ１´）×Ｓ３×Ｖθ１                        …(6)
ΔＬθ２＝（Ｌ４´／Ｌ３´）×Ｓ４×Ｖθ２                        …(7)
ΔＬθ３＝（Ｌ６´／Ｌ５´）×Ｓ５×Ｖθ３                        …(8)
（ここで、Ｓ１〜Ｓ５は各アクチュエータの感度［ｍ／Ｖ］、Ｖｘ〜Ｖθ３は各アクチュエータへの入力電圧［Ｖ］、Ｌ１´〜Ｌ６´は各ヒンジ部材７０、７３、７６のてこ比である。）というように各ヒンジ部材７０、７３、７６の形状、各アクチュエータ、コントローラ（ＰＩＤ等の制御定数）８２を含めた微動ユニット４５に対する制御系を設計するものとなる。
【０１３３】
このように露光ユニット５９をｘ軸及びｙ軸方向に微小移動するとともにθ１、θ２、θ３方向にそれぞれ微小回転し、露光ユニット５９の位置及び姿勢が補正されると、光ディスク原盤３は、スピンドルモータ１の駆動により一定の速度で回転され、これと共に露光ユニット５９は、送りスライダ４及び微動ユニット５に対するフィードバック制御により、光ディイク原盤３の半径方向に直線的に送られる。
【０１３４】
一方、露光レーザヘッド４７から出力されたレーザビーム５２は、各ミラー４８〜５１で反射して露光ユニット５９に到達し、この露光ユニット５９から回転する光ディスク原盤３上に直接露光される。
【０１３５】
従って、光ディスク原盤３には、露光ユニット５９から出力されたレーザビーム１０がその全面に走査・露光される。
【０１３６】
このレーザビーム１０による露光により光ディスク原盤３の面上には、直接ピット、グルーブなどの情報群が記録される。
【０１３７】
この後、光ディスク原盤３に対する情報群の記録が終了すると、この光ディスク原盤３に基づいて複製が行われ、光ディスクが製造される。
【０１３８】
このように上記第１の実施の形態においては、露光ユニット５９を光ディスク原盤３に対して粗位置決めすると、このときの粗動スライダ４２のヨーイング運動、ピッチング運動及びローリング運動による各運動誤差ｅ１、ｅ２、ｅ３を検出し、これら運動誤差ｅ１、ｅ２、ｅ３をフィードバックして各アクチュエータ７２、７５、…８１を駆動して露光ユニット５９をｘ軸、ｙ軸及びｚ軸にそれぞれ微動し、かつｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の各軸回り方向にそれぞれ微小回転させて、露光ユニット５９の位置・姿勢を補正するようにしたので、粗動スライダ４２のヨーイング運動、ピッチング運動及びローリング運動による各運動誤差ｅ１、ｅ２、ｅ３に起因する記録誤差を補正でき、光ディスク原盤３に対して高精度に情報群の記録ができる。
【０１３９】
なお、上記第１の実施の形態において、第１のヒンジ部材７０、第２のヒンジ部材７３及び第３のヒンジ部材７６を用いているが、これらヒンジ部材に限らず微小角度の出せるものであれば適用してよい。
【０１４０】
（２）次に本発明の第２の実施の形態について説明する。
【０１４１】
図７は第６乃至第９の本発明に対応する光ディスク原盤露光装置の構成図である。
【０１４２】
Ｌ字形状の固定部材９０には、チルト機構９１が設けられている。
【０１４３】
このチルト機構９１は、切欠きヒンジ９２により形成されたもので、この切欠きヒンジ９２を回転中心として可動端部９３が矢印（イ）方向に傾き自在となっている。
【０１４４】
このチルト機構９１の可動端部９３には、露光ユニット９４が取り付けられている。
【０１４５】
この露光ユニット９４は、例えば露光レーザヘッドを搭載し、このレーザ発振器から出力されるレーザビームを対物レンズにより集光して光ディスク原盤３面上に露光するものとなっている。
【０１４６】
又、この露光ユニット９４は、別途設けられた露光レーザヘッドが出力されたレーザビームを受光し、このレーザビームを集光して光ディスク原盤３面上に露光する構成でもよい。
【０１４７】
チルト機構９１の可動端部９３と固定部材９０との間には、チルト機構９１を傾き運動させる変位素子（アクチュエータ）９５が設けられている。
【０１４８】
この変位素子９５は、複数の圧電素子を積層した積層圧電素子である。
【０１４９】
従って、チルト機構９１は、積層圧電素子９５の変位駆動によりμrad〜ｎμradオーダで傾き運動し、露光ユニット９４から出力されるレーザビームを光ディスク原盤３の面上にラジアル方向に走査するものとなる。
【０１５０】
又、チルト機構９１の可動端部９３には、角度検出器９６が設けられている。
【０１５１】
この角度検出器９６は、露光ユニット９４の傾き角度を検出する機能を有するもので、例えば走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）の原子追跡を利用したものである。
【０１５２】
コントローラ９７は、角度検出器９６により検出された露光ユニット９４の傾き角度に基づいて積層圧電素子９５を駆動して、露光ユニット９４から出力されたレーザビームを光ディスク原盤３面上のラジアル方向に走査させる露光制御手段としての機能を有している。
【０１５３】
次に上記の如く構成された装置の作用について説明する。
【０１５４】
ターンテーブル２上には、光ディスク原盤３が載置される。スピンドルモータ１がコントローラ９７からの指令ににより一定の速度で回転すると、これに応動して光ディスク原盤３は一定の速度で回転する。
【０１５５】
又、コントローラ９７は、積層圧電素子９５を駆動変位させる。この積層圧電素子９５の駆動変位によりチルト機構９１は、切欠きヒンジ９２を回転中心として可動端部９３が矢印（イ）方向に傾き運動する。
【０１５６】
このチルト機構９１の傾き運動により露光ユニット９４は、図８に示すように光ディスク原盤３の面に対する傾きが変わり、これに伴って露光ユニット９４から出力されるレーザビームの光ディスク原盤３の面上における照射位置が変化する。
【０１５７】
このとき角度検出器９６は、チルト機構９１の可動端部９３の傾きから露光ユニット９４の傾き角度を検出し、この傾き角度信号をコントローラ９７に送る。
【０１５８】
このコントローラ９７は、角度検出器９６により出力された傾き角度信号を入力し、この露光ユニット９４の傾き角度に基づいて積層圧電素子９５を駆動して、露光ユニット９４の傾き角度をフィードバック制御する。
【０１５９】
この露光ユニット９４の傾き角度制御により、露光ユニット９４から出力されたレーザビームは、光ディスク原盤３面上のラジアル方向に走査される。
【０１６０】
従って、光ディスク原盤３は、一定の速度で回転しているので、露光ユニット５９から出力されたレーザビームは光ディスク原盤３の全面に走査・露光される。
【０１６１】
このレーザビームによる露光により光ディスク原盤３の面上には、直接ピット、グルーブなどの情報群が記録される。
【０１６２】
この後、光ディスク原盤３に対する情報群の記録が終了すると、この光ディスク原盤３に基づいて複製が行われ、光ディスクが製造される。
【０１６３】
ここで、露光ユニット９４の対物レンズの焦点距離ｆを１０ｍｍとする。
【０１６４】
又、露光ユニット９４のフォーカスサーボのレンジは十分大きく、斜入射光の光ディスク原盤３上のフォーカスが可能とする。
【０１６５】
将来の情報記録の微細化を想定して、１０ｎｍピッチのトラックについて考えてみる。
【０１６６】
１０ｎｍピッチのトラックを記録するために必要なチルト分解能は、
１０×１０６×θ＝１０ｎｍ
θ＝１０−６rad                                  …(9)
切欠きヒンジ９２の寸法を図８に示すように長手方向の長さＬ１０、短手方向の長さの２分の１の長さをＬ１１とする。
【０１６７】
積層圧電素子９５の感度を３μｍ／１００Ｖ、積層圧電素子９５への印加電圧の分解能を１００ｍＶとすると、１０ｎｍピッチの記録を行うためには、
（３×１０−６）／Ｌ１０＝１０−６
Ｌ１０＝３ｍｍ                                  …(10)
Ｌ１０＝３ｍｍとすると、１０ｎｍピッチの記録ができることになる。
【０１６８】
積層圧電素子９５のストロークは、例えば〜４μｍなので、光ディスク原盤３のサイズによっては、ストロークが不十分となる。基本的にはディスクサイズによって露光ユニット９４の対物レンズの焦点距離ｆを変化させる。
【０１６９】
その場合、図９に示すように積層圧電素子９５とインチワームモータ９８とを組み合わせて変位素子を構成し、ストロークの拡張を図る。
【０１７０】
光ディスク原盤３のサイズが大きくなる場合は、露光ユニット９４において焦点距離ｆの長い対物レンズを用いるか、又は積層圧電素子等の変位素子９５のストロークを例えば０．３ｍｍに大きくする。なお、焦点距離ｆの長い対物レンズでは、対物レンズ自体のサイズも大きくなる。
【０１７１】
一方、光ディスク原盤３に形成されるピット・グルーブの形状は、図１０(a)に示すようにレーザビームが傾いて露光され、このレーザビームの傾きに応じた形状に形成される。
【０１７２】
従って、この光ディスク原盤３面上に形成されたピット・グルーブの読み取りは、図１０(b)に示すように読取りビームの径を小さくして、ピット形状の変化に対応すればよい。
【０１７３】
このように上記第２の実施の形態においては、積層圧電素子９５を駆動してチルト機構９１を傾き運動させ、このチルト機構９１の傾き運動に応動して露光ユニット９４から出力されるレーザビームを光ディスク原盤３面上にラジアル方向に走査させるようにしたので、従来の送りスライダの運動誤差に起因する記録誤差を補正できるとともに装置の小形化を図れる。
【０１７４】
すなわち、チルト機構９１を用いることで、従来の送りスライダの寸法の分だけ装置の大きさを小形化・軽量化できる。
【０１７５】
又、チルト機構９１を用いることで、従来の送りスライダの運動誤差、すなわちヨーイング運動、ピッチング運動及びローリング運動に起因するトラックピッチ誤差を小さくできて、光ディスク原盤３に対する記録の高精度化が可能となる。
【０１７６】
さらに、積層圧電素子９５とインチワームモータ９８とを組み合わせることにより、ストロークの拡張が図れ、レーザビームの走査領域を拡大できる。
【０１７７】
（３）次に本発明の第３の実施の形態ついて説明する。
【０１７８】
図１１は第１０乃至第１１の本発明に対応する光ディスク原盤露光装置の構成図である。
【０１７９】
光ディスク原盤３の上方には、リニアモータガイド板１００が配置されている。
【０１８０】
このリニアモータガイド板１００上には、露光ユニット１０１を搭載したリニアモータ移動体１０２が配置されている。
【０１８１】
これらリニアモータガイド板１００及びリニアモータ移動体１０２は、リニアモータの原理を応用してリニアモータガイド板１００上にリニアモータ移動体１０２を２次元平面（ＸＹ平面）上に移動自在にしたもので、その構成を図１２に示す。
【０１８２】
リニアモータガイド板１００は、光透過性の材料により形成され、その表面には複数の電極１０３が縦横方向に所定間隔毎（格子状）に形成されている。
【０１８３】
リニアモータ移動体１０２は、永久磁石１０４の少なくとも前後左右側にそれぞれ電磁石１０５、１０６を設けたものとなっている。これら電磁石１０５、１０６は、それぞれヨーク１０７にコイル１０８を巻回したものである。
【０１８４】
従って、これら電磁石１０５、１０６の各コイル１０８に流れる各電流Ｉを制御することにより、ヨーク１０７とリニアモータガイド板の各電極１０３との間に磁気回路が形成され、リニアモータ移動体１０２がリニアモータガイド板１００上の２次元平面上を移動するものとなる。
【０１８５】
一方、露光ユニット１０１には、光ファイバー１０９を介して露光レーザヘッド１１０が接続されている。この露光レーザヘッド１１０は、例えばＸ線よりも長い波長λ（＝３５１ｎｍ）のレーザビームを出力する機能を有している。
【０１８６】
コントローラ１１１は、露光レーザヘッド１１０をオン・オフ動作制御し、かつリニアモータ移動体１０２の各電磁石１０５、１０６の各コイルに供給する電流Ｉを制御してリニアモータ移動体１０２をリニアモータガイド板１００上に移動制御する機能を有している。
【０１８７】
次に上記の如く構成された装置の作用について説明する。
【０１８８】
露光レーザヘッド１１０からレーザビームが出力されると、このレーザビームは、光ファイバー１０９内を伝送して露光ユニット１０１に到達する。
【０１８９】
この露光ユニット１０１は、レーザビームを対物レンズにより集光して光ディスク原盤３面上に露光する。
【０１９０】
このとき、コントローラ１１１は、リニアモータ移動体１０２の各電磁石１０５、１０６の各コイルに流れる各電流を制御し、リニアモータ移動体１０２をリニアモータガイド板１００上の２次元平面上に移動制御する。
【０１９１】
このリニアモータ移動体１０２に対する２次元平面上の移動制御により、露光ユニット１０１から出力されるレーザビームは、光ディスク原盤３の全面に走査・露光される。
【０１９２】
このレーザビームによる露光により光ディスク原盤３の面上には、直接ピット、グルーブなどの情報群が記録される。
【０１９３】
ここで、リニアモータ移動体１０２の移動分解能は、ＸＹ方向ともにμｍオーダであるが、リニアモータガイド板１００の格子の細目化によって高分解能が可能である。
【０１９４】
又、光ディスク原盤３面上に形成される各ピットは、図１３に示すようにそのトラックピッチ最大誤差ｅは小さくなる。すなわち、図１３は光ディスク原盤３面上のトラックのピットの拡大図であり、ピット間隔がリニアモータ移動分解能Ｘとほぼ等しいと仮定すると、露光ピットのトラックピッチ最大誤差ｅは、概算により
ｅ≦Ｘ／２                                                    …(11)
となる。
【０１９５】
この後、光ディスク原盤３に対する情報群の記録が終了すると、この光ディスク原盤３に基づいて複製が行われ、光ディスクが製造される。
【０１９６】
このように上記第３の実施の形態においては、露光ユニット１０１を搭載したリニアモータ移動体１０２をリニアモータガイド板１００上の２次元平面上に移動し、かつ露光レーザヘッド１１０から出力されたレーザビームを光ファイバー１０９を通して露光ユニット１０１に伝送するようにしたので、従来のようなスピンドルモータの回転による非繰り返し振れに起因する記録誤差などを無くして高精度な記録ができ、かつ光ファイバー１０９を用いることで露光レーザヘッド１１０の装置本体との分離により装置の小形化が図れる。
【０１９７】
（４）次に本発明の第４の実施の形態ついて説明する。なお、図１１と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【０１９８】
図１４は第１１の本発明に対応する光ディスク原盤露光装置の構成図である。
【０１９９】
リニアモータガイド板１００上には、各露光ユニット１２０〜１２２を搭載した各リニアモータ移動体１２３〜１２５が配置されている。
【０２００】
これらリニアモータガイド板１００及び各リニアモータ移動体１２３〜１２５は、リニアモータの原理を応用してリニアモータガイド板１００上にリニアモータ移動体１２３〜１２５を２次元平面（ＸＹ平面）上に移動自在にしたもので、その構成は図１２に示す構成と同一である。
【０２０１】
一方、各露光ユニット１２０〜１２２には、各光ファイバー１２６〜１２８を共通接続して露光レーザヘッド１１０が接続されている。
【０２０２】
コントローラ１２９は、露光レーザヘッド１１０をオン・オフ動作制御し、かつ各リニアモータ移動体１２３〜１２５の各電磁石１０５、１０６の各コイルに供給する電流Ｉを制御して各リニアモータ移動体１２３〜１２５をそれぞれリニアモータガイド板１００上に移動制御する機能を有している。
【０２０３】
次に上記の如く構成された装置の作用について説明する。
【０２０４】
露光レーザヘッド１１０からレーザビームが出力されると、このレーザビームは、各光ファイバー１２６〜１２８内をそれぞれ伝送して各露光ユニット１２０〜１２２に到達する。
【０２０５】
これら露光ユニット１２０〜１２２は、それぞれレーザビームを対物レンズにより集光して光ディスク原盤３面上に露光する。
【０２０６】
このとき、コントローラ１２９は、各リニアモータ移動体１２３〜１２５の各電磁石１０５、１０６の各コイルに流れる各電流をそれぞれ制御し、各リニアモータ移動体１２３〜１２５をリニアモータガイド板１００上の２次元平面上にそれぞれ移動制御する。
【０２０７】
これらリニアモータ移動体１２３〜１２５に対する２次元平面上の移動制御により、各露光ユニット１２０〜１２２から出力される各レーザビームは、光ディスク原盤３の全面に走査・露光される。
【０２０８】
このレーザビームによる露光により光ディスク原盤３の面上には、直接ピット、グルーブなどの情報群が記録される。
【０２０９】
この後、光ディスク原盤３に対する情報群の記録が終了すると、この光ディスク原盤３に基づいて複製が行われ、光ディスクが製造される。
【０２１０】
このように上記第４の実施の形態においては、上記第３の実施の形態と同様の効果を奏することができるとともに光ディスク原盤３に対する露光処理を高速化できる。
【０２１１】
（５）次に本発明の第５の実施の形態ついて説明する。
【０２１２】
図１５は第１２乃至第１４の本発明に対応する光ディスク原盤露光装置の構成図である。
【０２１３】
露光レーザヘッド１３０から出力されるレーザビームの光路上には、露光ユニット１３１が配置されている。
【０２１４】
この露光ユニット１３１は、対物レンズ及びフォーカス制御系から構成されるもので、レーザビームをフォーカス制御し集光して光ディスク原盤３の面上に露光するものとなっている。
【０２１５】
この露光ユニット１３１から出力されるレーザビームの光路上には、走査型反射光学系１３２が配置されている。
【０２１６】
この走査型反射光学系１３２は、露光ユニット１３１から出力されるレーザビームを反射して光ディスク原盤３上に走査するもので、その鏡面におけるレーザビームの反射角度が変化する構成となっている。
【０２１７】
この走査型反射光学系１３２は、具体的に能動光学ミラー１３３と、この能動光学ミラー１３３の裏面側に設けられた複数のアクチュエータ群１３４とから構成されている。
【０２１８】
これらアクチュエータ群１３４は、能動光学ミラー１３３の裏面側に縦横方向に複数配列され、微小変位して能動光学ミラー１３３に対して押圧を加え、この押圧により能動光学ミラー１３３の角度位置を制御するものである。
【０２１９】
これらアクチュエータ群１３４は、それぞれ例えば複数のアクチュエータを積層して形成されている。
【０２２０】
一方、コントローラ１３５は、露光レーザヘッド１３０をオン・オフ制御し、かつ光ディスク原盤３上におけるレーザビームの走査位置に応じて各アクチュエータ１３４をそれぞれ変位駆動する露光制御手段としての機能を有している。
【０２２１】
又、コントローラ１３５は、露光ーザヘッド１３０から出力されたレーザビームが能動光学ミラー１３３で反射して光ディスク原盤３に照射されるとき、このレーザビームの光路長が、光ディスク原盤３上の全ての照射位置に対して一定になるように制御する機能を有している。
【０２２２】
すなわち、図１６に示すように能動光学ミラー１３３ａは光ディスク原盤３の再内周露光時の角度位置であり、能動光学ミラー１３３ｂは光ディスク原盤３の再外周露光時の角度位置を示している。
【０２２３】
ここで、光ディスク原盤３の再内周露光時のレーザビームの光路Ｌ２０、Ｌ２１と、光ディスク原盤３の再外周露光時のレーザビームの光路Ｌ２２、Ｌ２３とは、
Ｌ２０＋Ｌ２１＝Ｌ２２＋Ｌ２３                                        …(12)
の関係にあり、レーザビームの光路長は、光ディスク原盤３上の全ての照射位置に対して一定になる。
【０２２４】
又、コントローラ１３５には、光ディスク原盤３面をレーザビームで露光するときのレーザビーム走査順序に応じた各アクチュエータ群１３４の駆動順序が予め設定されている。
【０２２５】
次に上記の如く構成された装置の作用について説明する。
【０２２６】
露光レーザヘッド１３０からレーザビームが出力されると、このレーザビームは露光ユニット１３１でフォーカス制御され、能動光学ミラー１３３で反射して光ディスク原盤３面上に露光される。
【０２２７】
このとき、コントローラ１３５は、光ディスク原盤３上におけるレーザビームの走査位置に応じて各アクチュエータ群１３４をそれぞれ変位駆動する。
【０２２８】
これらアクチュエータ群１３４がそれぞれ変位駆動すると、これらアクチュエータ群１３４の変位が能動光学ミラー１３３に伝わり、能動光学ミラー１３３は、図１６に示すように光ディスク原盤３の再内周露光時で能動光学ミラー１３３ａの角度位置、光ディスク原盤３の再外周露光時で能動光学ミラー１３３ｂの角度位置に傾き制御される。
【０２２９】
又、このように能動光学ミラー１３３の角度位置が制御されても、レーザビームの光路長は、光ディスク原盤３上の全ての照射位置に対して一定に制御される。
【０２３０】
このようにレーザビーム光路長が一定に制御されることにより、光ディスク原盤３上の全ての照射位置に対してレーザビームがジャストフォーカスで露光される。
【０２３１】
従って、レーザビームは、光ディスク原盤３の全面に走査・露光され、この露光により光ディスク原盤３の面上には、図１７に示すトラック上に直接ピット、グルーブなどの情報群が記録される。
【０２３２】
ここで、光ディスク原盤３に対する露光領域を例えば半径ｒ（２０ｍｍ〜６０ｍｍ）とし、図１６に示す各能動光学ミラー１３３の角度位置の違いによるずれ距離Ｌ２４を、Ｌ２４＜＜１とし、アクチュエータ群１３４のうちの１つのアクチュエータに要求される最小分解能ΔＸ、ストロークＬｓｔを換算する。
【０２３３】
能動光学ミラー１３３でのレーザビームの反射点と光ディスク原盤３面との間隔をＬ25（＝１０ｍｍ）とすると、図１８に示すようにトラックピッチ０．６５μｍのトラックを記録するには、
θｍｉｎ＝０．６５×１０−３／（６０２＋１０２）０．５
＝１×１０−５rad                                          …(13)
レーザビームの直径を０．２ｍｍとすると、アクチュエータに要求される最小分解能ΔＸは、
ΔＸ／０．２＝θｍｉｎ
ΔＸ＝２×１０−６ｍｍ
＝２ｎｍ                                                  …(14)
となる。
【０２３４】
ストロークＬｓｔとしては、
Ｌｓｔ／０．２＝tan−１（６０／１０）−tan−１（２０／１０）
＝０．３rad
Ｌｓｔ＝６×１０−２
＝６０μｍ
となる。
【０２３５】
従って、アクチュエータとしては、高分解能、大ストロークのものが要求され、例えばインチワームアクチュエータ：最小分解能＝１ｎｍ、ストローク５〜２５ｍｍが適切である。
【０２３６】
この後、光ディスク原盤３に対する情報群の記録が終了すると、この光ディスク原盤３に基づいて複製が行われ、光ディスクが製造される。
【０２３７】
このように上記第５の実施の形態においては、露光レーザヘッド１３０から出力されたレーザビームを能動光学ミラー１３３で反射して光ディスク原盤３に露光し、このとき能動光学ミラー１３３の角度位置を各アクチュエータ群１３４の駆動により変更してレーザビームを光ディスク原盤３上に走査するようにしたので、レーザビームの反射方向及び焦点距離を制御するものとなり、従来のようにスピンドルモータの回転による非繰り返し振れに起因する記録誤差及び光ディスク原盤３のスピンドルモータ１に対するセンタリング誤差に起因する記録誤差を無くして高精度な記録ができ、かつ装置の高精度化及び小形化を図れる。
【０２３８】
（６）次に本発明の第６の実施の形態ついて説明する。
【０２３９】
図１９は第１５及び１６の本発明に対応する光ディスク原盤露光装置の構成図である。
【０２４０】
スピンドルモータ１の回転軸には、ターンテーブル２が連結され、このターンテーブル２上に光ディスク原盤３が載置されている。
【０２４１】
一方、ターンテーブル２の上方には、一軸方向の送りスライダ４が設けられ、この送りスライダ４上に微動ユニット５を介して露光ユニット６が設けられている。
【０２４２】
このうち送りスライダ４は、レーザ干渉測長器７により移動距離が測長され、その移動距離がコントローラ１４０に送られている。
【０２４３】
一方、送りスライダ４上には、走査型探針顕微鏡（以下、ＳＰＭセンサ：Scanning Probe Microscope と称する）１４１が設けられている。
【０２４４】
このＳＰＭセンサ１４１は、微動ユニット５による露光ユニット６の微動位置を検出するもので、例えば走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）又は原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）が用いられる。
【０２４５】
このＳＰＭセンサ１４１から出力された微動位置信号は、アンプ１４２を通してコントローラ１４０に送られている。
【０２４６】
このコントローラ１４０は、レーザ干渉測長器７により測長された送りスライダ４の移動距離を受け、この移動距離に基づいて送りスライダ４に対して駆動系１４３を通して送り制御信号を送出し、送りスライダ４の位置をフィードバック制御する機能を有している。
【０２４７】
又、コントローラ１４０は、ＳＰＭセンサ１４１から出力される微動位置信号を受け、この微動位置信号に基づいて微動ユニット５を駆動制御し、露光ユニット６をレーザ干渉測長器７の最小分解能以下の精度で位置決めする露光制御手段としての機能を有している。
【０２４８】
次に上記の如く構成された装置の作用について説明する。
【０２４９】
光ディスク原盤３は、スピンドルモータ１の駆動により一定の速度で回転する。
【０２５０】
一方、コントローラ１４０は、送りスライダ４に対して送り制御信号を送出するので、送りスライダ４は、光ディスク原盤３の半径方向に所定の速度で直線的に移動する。
【０２５１】
このとき、送りスライダ４の移動距離は、レーザ干渉測長器７により測長され、この移動距離がコントローラ１４０に送られる。
【０２５２】
このコントローラ１４０は、レーザ干渉測長器７により測長された移動距離を受け、この移動距離に基づいて送りスライダ４に対して駆動系１４３を通して送り制御信号を送出し、送りスライダ４の位置をフィードバック制御する。
【０２５３】
図２０にはレーザ干渉測長器７による送りスライダ４の移動距離の検出値が示されている。すなわち、送りスライダ４は、所定時間Δｔ毎に一定距離Ｓだけ送り制御される。
【０２５４】
これと共にＳＰＭセンサ１４１は、露光ユニット６の微動位置を検出し、その微動位置信号をアンプ１４２を通してコントローラ１４０に送る。
【０２５５】
このコントローラ１４０は、ＳＰＭセンサ１４１から出力される微動位置信号を受け、この微動位置信号に基づいて微動ユニット５を駆動制御し、露光ユニット６をレーザ干渉測長器７の最小分解能以下の精度で位置決めする。
【０２５６】
図２０にはＳＰＭセンサ１４１による露光ユニット６の微動位置の検出値が示されている。すなわち、露光ユニット６は、所定時間Δｔ内において、送りスライダ４が一定距離Ｓだけ送り制御されるときに、微動ユニット５により微小距離Δｘづつ送り制御されて位置決めされる。
【０２５７】
すなわち、露光ユニット６は、粗微動の制御される。この粗微動の制御は、粗動により露光ユニット６を送り制御して粗位置決めを行い、続いて微動により露光ユニット６を精度高く位置決めを行い、この後、再び粗動により露光ユニット６を送り制御して粗位置決めを行い、続いて微動により露光ユニット６を精度高く位置決めを行うという動作を繰り返すことで、露光ユニット６を光ディスク原盤３の半径方向に送って位置決めするという、いわゆる尺取り虫方式の制御を行う。
【０２５８】
従って、最終的な露光ユニット６の位置は、図２０に示すようにレーザ干渉測長器７による検出位置とＳＰＭセンサ１４１の検出位置とを加算したところとなる。
【０２５９】
このように送りスライダ４を送り制御し、かつ微動ユニット５を駆動制御し、露光ユニット６をレーザ干渉測長器７の最小分解能以下の精度で位置決めすることにより、露光ユニット６から出力されるレーザビームは、光ディスク原盤３の全面に走査・露光される。
【０２６０】
このレーザビームによる露光により光ディスク原盤３の面上には、ピット、グルーブなどの情報群が記録される。
【０２６１】
ここで、市販のレーザ干渉測長器７の最小分解能は０．３ｎｍである。
【０２６２】
露光ユニット６の位置決め分解能（Ｘmin）は、
Ｘmin＞０．３ｎｍ
といったようにレーザ干渉測長器７の最小分解能の制約を受ける。
【０２６３】
ＳＰＭセンサ１４１、例えば走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）等の検出分解能（縦分解能）は、約０．０１ｎｍである。
【０２６４】
送りスライダ４は、レーザ干渉測長器７によるフィードバック制御で理想的に位置制御されているとすると、０．３ｎｍまでの位置決めはレーザ干渉測長器７を用いて行い（粗動）、それ以下の位置決めはＳＰＭセンサ１４１を用いて行う（微動）。
【０２６５】
このように上記第６の実施の形態においては、一定の速度で回転する光ディスク原盤３に対し、露光ユニット６を光ディスク原盤３の半径方向に移動させ、かつ露光ユニット６を微動ユニット５により微動させ、このときに露光ユニット６の微動位置をＳＰＭセンサ１４１により検出し、この微動位置に基づいて微動ユニット５を微動制御して露光ユニット６を位置決めするようにしたので、レーザ干渉測長器の分解能に制約されずに光ディスク原盤３に対して露光ユニット６を高精度で位置決めでき、光ディスク原盤３に高精度な記録ができる。
【０２６６】
すなわち、レーザ干渉測長器の光学ユニット、例えばミラー、レシーバ、干渉計、スプリッタ、ベンダーなどは、その大きさの違いは多少あるものの、各構成品ごとに約５０×５０×５０ｍｍのスペースを占めることになり、これがＳＰＭセンサ１４１に代わることにより占有スペースを小さくでき、装置全体を小形化できる。
【０２６７】
なお、粗位置決めにレーザ干渉測長器７を用いる代わりに、他の位置検出器、例えばリニアスケール等を用いてもよい。
【０２６８】
（７）次に本発明の第７の実施の形態ついて説明する。
【０２６９】
図２１は第１７乃至第２４の本発明に対応する光ディスク原盤露光装置の構成図である。
【０２７０】
先ず、この光ディスク原盤露光装置の全体構成について説明する。
【０２７１】
スピンドルモータ１５０の回転軸には、ターンテーブル１５１が連結され、このターンテーブル１５１上に光ディスク原盤３が載置されている。
【０２７２】
又、ターンテーブル１５１の上方には、２本のガイド１５２、１５３が例えばｘ軸方向に互いに平行に配置され、これらガイド１５２、１５３上に送りスライダ１５４が移動自在に設けられている。
【０２７３】
この送りスライダ１５４には、対物レンズ等を備えた露光ユニット１５５が搭載されるとともに上部にミラー１５６が配置されている。
【０２７４】
又、露光レーザヘッド１５７が設けられ、この露光レーザヘッド１５７から出力されるレーザビームの光路上に、一軸方向の光軸制御系Ｐａとしての光歪素子可動ミラー１５８、固定ミラー１５９〜１６１が配置されている。
【０２７５】
従って、露光レーザヘッド１５７から出力されたレーザビームは、これら光歪素子可動ミラー１５８、各固定ミラー１５９〜１６１を反射して送りスライダ１５４上のミラー１５６に導かれ、さらにこのミラー１５６で反射して露光ユニット１５５に導かれるものとなっている。
【０２７６】
又、フォーカス制御系Ｑａとして、フォーカス光学系１６２及び各ミラー１６３、１６４が配置され、かつ送りスライダ１５４と露光ユニット１５５との間に光歪素子１６５が設けられている。
【０２７７】
又、ターンテーブル１５１の下方には、レーザビームによる露光位置の検出系とＦａして、光歪素子群１６６及び変位計１６７が配置されている。
【０２７８】
次に一軸方向の光軸制御系Ｐａ、フォーカス制御系Ｑａ及びレーザビームによる露光位置の検出系Ｆａについて具体的に説明する。
【０２７９】
一軸方向の光軸制御系Ｐａには、レーザビームの光路上に光歪素子可動ミラー１５８が配置されている。
【０２８０】
この光歪素子可動ミラー１５８は、図２２に示すようにホルダー１７０に光歪素子１７１を設け、この光歪素子１７１上にハーフミラー１７２を設けた構成となっている。
【０２８１】
このような光歪素子可動ミラー１５８であれば、レーザビームが入射すると、このレーザビームはその一部がハーフミラー１７２を透過して光歪素子１７１に照射し、このレーザビームの照射された部分の光歪素子１７１が微小変位し、ハーフミラー１７２の傾き角度を変化させるものとなる。
【０２８２】
従って、この光歪素子可動ミラー１５８は、図２３に示すように露光レーザヘッド１５７から出力されたレーザビームを固定ミラー１５９に反射するが、このときレーザビームの光軸がずれると、この光軸ずれに応じてハーフミラー１７２の傾き角度が変化し、レーザビーム光軸を制御する機能を有するものとなる。
【０２８３】
具体的に説明すると、図２４に示すようにレーザビームの光軸が理想位置（中心線Ｏの通る位置）から光路Ａのようにずれたとき、ハーフミラー１７２におけるレーザビームの照射位置は、理想位置からＡ´にずれる。
【０２８４】
ところが、この理想位置から光軸のずれた位置Ａ´でハーフミラー１７２を透過したレーザビームは、光歪素子１７１におけるビーム照射部分ＵAに照射し、このビーム照射部分ＵAの光歪素子１７１がΔＸAだけ変位する。
【０２８５】
この光歪素子１７１の変位ΔＸAに伴ってハーフミラー１７２の傾き角度が変化し、レーザビームの光軸はＡ″の光路に補正される。
【０２８６】
以上と同様に、レーザビームの光軸が理想位置（中心線Ｏの通る位置）から光路Ｂのようにずれたとき、ハーフミラー１７２におけるレーザビームの照射位置は、理想位置からＢ´にずれる。
【０２８７】
ところが、この理想位置から光軸のずれた位置Ｂ´でハーフミラー１７２を透過したレーザビームは、光歪素子１７１におけるビーム照射部分ＵBに照射し、このビーム照射部分ＵBの光歪素子１７１がΔＸBだけ変位する。
【０２８８】
この光歪素子１７１の変位ΔＸBに伴ってハーフミラー１７２の傾き角度が変化し、レーザビームの光軸はＢ″の光路に補正される。
【０２８９】
なお、上記光歪素子１７１は、図２４に示すｙ軸方向におけるＸA、ＸBの点でΔＸA、ΔＸBのように変位する図２５(a)に示す光歪定数特性を有する傾斜機能材料が用いられる。
【０２９０】
なお、二軸方向の光軸制御も一軸制御の場合と同様であるが、光歪素子は、図２５(b)に示すように二軸方向で光歪定数特性を有する傾斜機能材料が用いられる。
【０２９１】
ところで、光歪素子１７１の光歪は、１０−３〜１０−４オーダである。図２６に示すように例えば理想位置からの光軸のずれをＬ３０、光歪素子１７１の長さをＬ３１、光軸の角度ずれをθ、反射角度２θ、θ１とすると、θ（θ＜＜１）だけレーザビームの光軸がずれたときに光歪素子１７１の変位ΔＸは、
ΔＸ＝２θ×Ｌ３０                                              …(15)
となるように確保すれば、固定ミラー１５９への照射点は不変となる。
【０２９２】
一方、光歪素子１７１の光歪をεとすると、
ΔＸ＝ε×Ｌ３１                                                …(16)
となり、上記式(15)及び式(16)より、
ε＝（２θ×Ｌ３０）／Ｌ３１                                      …(17)
このような光歪となるように光歪素子１７１の傾斜機能材料を設計する。
【０２９３】
次にフォーカス制御系Ｑａについて説明する。
【０２９４】
図２７はフォーカス制御系Ｑａの構成図である。
【０２９５】
露光ユニット１５５には、レーザビーム光軸上に対物レンズ１８０及びビームスプリッタ１８１が配置されている。
【０２９６】
フォーカス光学系１６２は、光ディスク原盤３からの戻りレーザビームをビームスプリッタ１８１を介して入射し、この戻りレーザビームを露光ユニット１５５の光ディスク原盤３に対するジャストフォーカスからのずれ量に応じたスポットのフォーカス制御光に成形する機能を有している。
【０２９７】
このフォーカス光学系１６２は、具体的に集光レンズ及びシリンドリカルレンズを含む光学系である。
【０２９８】
すなわち、フォーカス光学系１６２は、図２８に示すように光ディスク原盤３に対してレーザビームがジャストフォーカス（Ａｆ）にあるとき、光歪素子（フォトディテクタ：ＰＤ）１６５に照射されるフォーカス制御光（スポット）は、小さな円形のＡｆ´となる。
【０２９９】
又、レーザビームがジャストフォーカスよりも下方（Ｂｆ）にあるとき、光歪素子１６５に照射されるフォーカス制御光は、ｘ軸方向に楕円状のＢｆ´となり、ジャストフォーカスよりも上方（Ｃｆ）にあるとき、光歪素子１６５に照射されるフォーカス制御光は、ｙ軸方向に楕円状のＣｆ´となる。
【０３００】
このような各フォーカス状態のフォーカス制御光は、各ミラー１６３、１６４で反射して光歪素子１６５に照射される。
【０３０１】
この光歪素子１６５は、各フォーカス状態のフォーカス制御光を受光すると、これらフォーカス制御光のスポット形状に応じて変位し、対物レンズ１８０を光軸方向に移動させる機能を有している。
【０３０２】
すなわち、この光歪素子１６５は、図２９(b)に示すようにジャストフォーカスのフォーカス制御光Ａｆ´を受光すると伸縮せずにそのままの状態となる。
【０３０３】
又、ジャストフォーカスよりも下方にあるときのフォーカス制御光Ｂｆ´を受光すると、光歪素子１６５は、同図(c)に示すようにレーザビーム光軸方向に伸びる。このときの光歪素子１６５の伸びの変位は、ΔＸBである。
【０３０４】
又、ジャストフォーカスよりも上方にあるときのフォーカス制御光Ｃｆ´を受光すると、光歪素子１６５は、同図(a)に示すようにレーザビーム光軸方向に縮む。このときの光歪素子１６５の縮む変位は、ΔＸCである。
【０３０５】
従って、例えばフォーカス制御光Ｂｆ´、Ｃｆ´とディスク原盤３での変位の関係ΔＸB、ΔＸCを予め求めておき、各フォーカス制御光Ｂｆ´、Ｃｆ´における光歪素子１６５の変位がΔＸB、ΔＸCとなるような傾斜機構材料、すなわち図３０(a)(b)に示す光歪定数を有する傾斜機構材料を用いて光歪素子１６５を設計する。
【０３０６】
このようにフォーカス制御系Ｑａでは、光ディスク原盤３に対するレーザビームのジャストフォーカスからのずれ量に応じて、光歪素子１６５に照射するフォーカス制御光のスポット形状を変化させ、このフォーカス制御光のスポット形状変化に応じて対物レンズ１８０の位置をジャストフォーカス位置に制御する。
【０３０７】
ところで、光ディスク原盤３の面振れは、図３１に示すように現状で約２０μｍ、光歪素子１６５の光歪は１０−３〜１０−４オーダであるので、光歪素子１６５の長さＬ４０は、
Ｌ４０＝２０μｍ／１０−３
＝２０ｍｍ                                                …(18)
必要となる。
【０３０８】
光歪定数の分布は、光ディスク原盤３での変位の関係ΔＸB、ΔＸCを予め求めておき、各フォーカス制御光のスポットにおける光歪素子１６５の変形がΔＸB、ΔＸCとなるような図３０(a)(b)に示す光歪定数を有する傾斜機構材料を用いる。
【０３０９】
次にレーザビームによる露光位置の検出系Ｆａについて説明する。
【０３１０】
図３２はかかる露光位置の検出系Ｆａの構成図である。
【０３１１】
光ディスク原盤３の下方には、光歪素子群１６６が配置されている。この光歪素子群１６６は、複数の光歪素子を直線状に配列して形成されたもので、光ディスク原盤３の半径方向に沿って配置されている。
【０３１２】
この光歪素子群１６６は、その一端部が切り欠きヒンジ１９０を介して固定部材１９１に回転自在に設けられている。
【０３１３】
すなわち、光ディスク原盤３を透過したレーザビームが光歪素子群１６６のいずれかの光歪素子に照射されると、この光歪素子は図３３に示すように変位し、この変位に応動して切り欠きヒンジ１９０が変位し、光歪素子群１６６が切り欠きヒンジ１９０を中心して微小回転する。
【０３１４】
このとき、光歪素子群１６６の微小回転による変位量は、レーザビームの照射位置によって異なる。
【０３１５】
又、光歪素子群１６６の他端部の下方には、変位計１６７が配置されている。この変位計１６７は、光歪素子群１６６の微小回転による変位を検出するもので、その変位信号を出力する機能を有している。
【０３１６】
コントローラ１９２は、変位計１６７から出力された変位信号を入力し、この変位信号に基づいて光ディスク原盤３に対するレーザビームの照射位置を検出する照射位置検出手段としての機能を有している。
【０３１７】
ここで、図３３に示すように切り欠きヒンジ１９０と変位計１６７との間の距離をＬ５０、切り欠きヒンジ１９０とレーザビーム照射位置の光歪素子との間の距離をＬ５１、光歪素子群１６６の微小回転をＬ５２とすると、切り欠きヒンジ１９０の変位による光歪素子群１６６の先端の変位ΔＸｐは、
ΔＸｐ＝（Ｌ５０／Ｌ５１）×εＬ５２      （ε＝光歪定数）          …(19)
すなわち、
Ｌ５１＝Ｌ５０×（εＬ５２）／ΔＸｐ                                …(20)
によりレーザビームの照射位置Ｌ５１を求めるものとなる。
【０３１８】
一方、他のレーザビームによる露光位置の検出系Ｆａについて説明する。
【０３１９】
図３３はかかる他の露光位置の検出系Ｆａの構成図である。この露光位置の検出系Ｆａは、光圧を応用してレーザビームの露光位置を検出するものである。
【０３２０】
切り欠きヒンジ２００は、レーザビームの照射によりその光圧を受けて変位するもので、レーザビームの照射位置に応じて先端部の変位量が異なる機能を有している。
【０３２１】
この切り欠きヒンジ２００の先端部の下方には、変位計１６７が配置されている。この変位計１６７は、切り欠きヒンジ２００の他端部の微小回転による変位を検出するもので、その変位信号を出力する機能を有している。
【０３２２】
コントローラ１９２は、上記同様に、変位計１６７から出力された変位信号を入力し、この変位信号に基づいて光ディスク原盤３に対するレーザビームの照射位置を検出する照射位置検出手段としての機能を有している。
【０３２３】
ここで、図３５に示すような切り欠きヒンジ２００を考えると、そのばね定数ｋは、
ｋ＝（２Ｅｂｔ５／２）／（９πρ１／２Ｌ６０２）  Ｎ／ｍ            …(21)
と表される。
【０３２４】
光圧をＦ（Ｎ）とすると、図３６に示すように切り欠きヒンジ２００の先端の変位ΔＸｑは、
ΔＸｑ＝（Ｆ／ｋ）×（Ｌ６０／Ｌ６１）                            …(22)
となる。なお、Ｌ６０は切り欠きヒンジ２００の長さ、Ｌ６１は切り欠きヒンジ２００の回転中心からレーザビーム照射位置までの距離である。
【０３２５】
すなわち、レーザビーム照射位置Ｌ６１は、
Ｌ６１＝（Ｆ／ｋ）×（Ｌ６０／ΔＸｑ）                            …(23)
により求められる。
【０３２６】
一方、光のエネルギーを１ｍＷとすると、その圧力は約６．７×１０−１２Ｎの光圧を照射面に及ぼす。
【０３２７】
図３５において切り欠きヒンジ２００の幅ｂ＝０．５ｍｍ、ヒンジ部分の厚さｔ＝０．０５ｍｍ、ヒンジ部分の凹部の長さρ＝１２ｍｍ、Ｌ６０＝１００ｍｍとすると、ばね定数ｋは、ほぼ１×１０−１Ｎ／ｍとなる。
【０３２８】
すなわち、１ｍＷの光が図３５に示す切り欠きヒンジ２００のＡ点に照射されると、この切り欠きヒンジ２００の先端の変位ΔＸｑは、
ΔＸｑ＝６．７×１０−１２［Ｎ］／ｋ［Ｎ／ｍ］
＝０．５オングストローム
となる。なお、このような変位は、走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）により十分に検出可能である。
【０３２９】
上記コントローラ１９２は、スピンドルモータ１５０を回転駆動し、これと共に送りスライダ１５４を送り制御し、露光レーザヘッド１５７をオン・オフ制御し、かつ変位計１６７から出力される変位信号を入力して光ディスク原盤３上に照射されるレーザビームの照射位置を検出する機能を有している。
【０３３０】
次に上記の如く構成された光ディスク原盤露光装置の全体の作用について説明する。
【０３３１】
光ディスク原盤３は、スピンドルモータ１５０の駆動により一定の速度で回転する。
【０３３２】
これと共に送りスライダ１５４は、露光ユニット１５５を搭載して光ディスク原盤３の半径方向に所定の速度で移動する。
【０３３３】
一方、露光レーザヘッド１５７から出力されたレーザビームは、光軸制御系Ｐａの光歪素子可動ミラー１５８、各固定ミラー１５９〜１６１で反射して送りスライダ１５４上のミラー１５６に到達し、このミラー１５６で反射して露光ユニット１５５に送られる。
【０３３４】
このとき、光軸制御系Ｐａの光歪素子可動ミラー１５８は、図２３に示すように露光レーザヘッド１５７から出力されたレーザビームを固定ミラー１５９に反射するが、このときレーザビームの光軸がずれると、この光軸ずれに応じてハーフミラー１７２の傾き角度が変化し、レーザビーム光軸を制御する。
【０３３５】
すなわち、図２４に示すようにレーザビームの光軸が理想位置から例えば光路Ａのようにずれると、ハーフミラー１７２におけるレーザビームの照射位置は、理想位置からＡ´にずれる。
【０３３６】
このとき、レーザビームは、光歪素子１７１におけるビーム照射部分ＵAに照射し、このビーム照射部分ＵAの光歪素子１７１がΔＸAだけ変位し、この変位ΔＸAに伴ってハーフミラー１７２の傾き角度が変化し、レーザビームの光軸はＡ″の光路に補正される。
【０３３７】
露光ユニット１５５に送られたレーザビームは、図２７に示すように対物レンズ１８０により集光されて光ディスク原盤３面上に露光されるが、このときにフォーカス制御系Ｑａによりレーザビームに対するフォーカス制御が行われる。
【０３３８】
すなわち、フォーカス光学系１６２は、光ディスク原盤３からの戻りレーザビームをビームスプリッタ１８１を介して入射し、この戻りレーザビームを露光ユニット１５５の光ディスク原盤３に対するジャストフォーカスからのずれ量に応じたスポットのフォーカス制御光に成形する。
【０３３９】
このフォーカス制御光は、図２８に示すようにジャストフォーカス（Ａｆ）にあるとき小さな円形のＡｆ´となり、ジャストフォーカスよりも下方（Ｂｆ）にあるときｘ軸方向に楕円状のＢｆ´となり、ジャストフォーカスよりも上方（Ｃｆ）にあるときｙ軸方向に楕円状のＣｆ´となる。
【０３４０】
このような各フォーカス制御光は、各ミラー１６３、１６４で反射して光歪素子１６５に照射される。
【０３４１】
この光歪素子１６５は、各フォーカス状態のフォーカス制御光を受光すると、これらフォーカス制御光のスポット形状に応じて変位し、対物レンズ１８０を光軸方向に移動させる。
【０３４２】
すなわち、光歪素子１６５は、図２９(b)に示すようにジャストフォーカスのフォーカス制御光Ａｆ´を受光すると伸縮せずにそのままの状態となり、ジャストフォーカスよりも下方にあるときのフォーカス制御光Ｂｆ´を受光すると同図(c)に示すようにレーザビーム光軸方向に伸び、ジャストフォーカスよりも上方にあるときのフォーカス制御光Ｃｆ´を受光すると同図(a)に示すようにレーザビーム光軸方向に縮む。
【０３４３】
このようにフォーカス制御系Ｑａは、光ディスク原盤３に対するレーザビームのジャストフォーカスからのずれ量に応じて、光歪素子１６５に照射するフォーカス制御光のスポット形状を変化させ、このフォーカス制御光のスポット形状変化に応じて対物レンズ１８０の位置をジャストフォーカス位置に制御する。
【０３４４】
このように光ディスク原盤３を一定速度で回転し、露光ユニット１５５を光ディスク原盤３の半径方向に所定速度で移動させながら、レーザビームを光ディスク原盤３に露光することにより、レーザビームは、光ディスク原盤３の全面に走査・露光される。
【０３４５】
このレーザビームによる露光により光ディスク原盤３の面上には、ピット、グルーブなどの情報群が記録される。
【０３４６】
一方、光ディスク原盤３の全面にレーザビームを走査・露光するとき、光ディスク原盤３面上のレーザビームの照射位置が検出される。
【０３４７】
すなわち、光ディスク原盤３を透過したレーザビームが光歪素子群１６６のいずれかの光歪素子に照射されると、この光歪素子は図３３に示すように変位し、この変位に応動して切り欠きヒンジ１９０が変位し、光歪素子群１６６が切り欠きヒンジ１９０を中心して微小回転する。
【０３４８】
このとき、光歪素子群１６６の微小回転による変位量は、レーザビームの照射位置によって異なる。
【０３４９】
変位計１６７は、光歪素子群１６６の微小回転による変位を検出し、その変位信号を出力する。
【０３５０】
コントローラ１９２は、変位計１６７から出力された変位信号を入力し、この変位信号に基づいて光ディスク原盤３に対するレーザビームの照射位置を検出する。
【０３５１】
一方、図３３に示す他のレーザビームによる露光位置の検出系では、切り欠きヒンジ２００は、レーザビームの照射によりその光圧を受けて変位し、この変位量はレーザビームの照射位置に応じて異なる。
【０３５２】
変位計１６７は、切り欠きヒンジ２００の他端部の微小回転による変位を検出し、その変位信号を出力する。
【０３５３】
コントローラ１９２は、上記同様に、変位計１６７から出力された変位信号を入力し、この変位信号に基づいて光ディスク原盤３に対するレーザビームの照射位置を検出する。
【０３５４】
この後、光ディスク原盤３に対する情報群の記録が終了すると、この光ディスク原盤３に基づいて複製が行われ、光ディスクが製造される。
【０３５５】
このように上記第７の実施の形態においては、レーザビームの光路上に配置された光歪素子可動ミラー１５８の位置制御によりレーザビームの光軸制御を行うので、レーザビームの光軸制御を簡単な構成で制御できる。
【０３５６】
又、光ディスク原盤３からの戻りレーザビームをジャストフォーカスからのずれ量に応じたスポットのフォーカス制御光に成形し、このフォーカス制御光を光歪素子１６５に照射することにより露光ユニット１５５をジャストフォーカスに制御するので、レーザビームのフォーカス制御を簡単な構成で制御してジャストフォーカスに制御できる。
【０３５７】
又、光ディスク原盤３を透過したレーザビームを光歪素子群１６６又は切り欠きヒンジ２００に照射し、このときの光歪素子群１６６又は切り欠きヒンジ２００の変位に基づいて光ディスク原盤３に対するレーザビームの照射位置を検出するようにしたので、レーザビームの照射位置を簡単な構成で検出でき、記録の高精度化が可能となる。
【０３５８】
さらに光軸制御系Ｐａ及びフォーカス制御系Ｑａに光歪素子を用いるので、装置全体の小形化ができる。
【０３５９】
以上詳記したように第１乃至第５の本発明によれば、スライダの運動誤差に起因する記録誤差を補正できる光ディスク原盤露光装置を提供できる。
【０３６０】
第６乃至第９の本発明によれば、スライダの運動誤差に起因する記録誤差を補正できるとともに装置の小形化を図れる光ディスク原盤露光装置を提供できる。
【０３６１】
第１０、１１の本発明によれば、スピンドルモータの回転による非繰り返し振れに起因する記録誤差などを無くして高精度な記録ができ、かつ装置の小形化を図れる光ディスク原盤露光装置を提供できる。
【０３６２】
第１２乃至１４の本発明によれば、スピンドルモータの回転による非繰り返し振れに起因する記録誤差及び光ディスク原盤のスピンドルモータに対するセンタリング誤差に起因する記録誤差を無くして高精度な記録ができる光ディスク原盤露光装置を提供できる。
【０３６３】
第１５乃至第１６の本発明によれば、レーザ干渉測長器の分解能に制約されずに光ディスク原盤に対して高精度な記録ができる光ディスク原盤露光装置を提供できる。
【０３６４】
第２０の本発明によれば、レーザビームの光軸制御を簡単な構成でできる光ディスク原盤露光装置を提供できる。
【０３６５】
第１９乃至第２０の本発明によれば、レーザビームのフォーカス制御を簡単な構成でできる光ディスク原盤露光装置を提供できる。
【０３６６】
第２１乃至第２２の本発明によれば、レーザビームの照射位置を簡単な構成で検出できる光ディスク原盤露光装置を提供できる。
【０３６７】
第２３乃至第２４の本発明によれば、レーザビームの光軸制御、フォーカス制御及びレーザビームの照射位置を簡単な構成で検出できる光ディスク原盤露光装置を提供できる。
【０３６８】
第２５の本発明によれば、情報を高精度に記録した光ディスクを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０３６９】
【図１】本発明に係わる光ディスク原盤露光装置の第１の実施の形態を示す構成図。
【図２】微動ユニットの具体的な構成図。
【図３】粗動スライダと光ディスク原盤との位置関係を示す図。
【図４】ヨーイング運動による運動誤差により生じるトラックピッチ誤差を示す図。
【図５】ピッチング運動による運動誤差により生じるトラックピッチ誤差を示す図。
【図６】ローリング運動による運動誤差により生じるトラックピッチ誤差を示す図。
【図７】本発明に係わる光ディスク原盤露光装置の第２の実施の形態を示す構成図。
【図８】チルト機構及び積層圧電素子によるレーザビームの走査を示す図。
【図９】積層圧電素子とインチワームモータとを組み合わせた変位素子の構成図。
【図１０】光ディスク原盤に形成されたピット形状及びその読み取りを示す図。
【図１１】本発明に係わる光ディスク原盤露光装置の第３の実施の形態を示す構成図。
【図１２】リニアモータガイド板及びリニアモータ移動体の構成図。
【図１３】光ディスク原盤面上のトラックのピットの拡大図。
【図１４】本発明に係わる光ディスク原盤露光装置の第４の実施の形態を示す構成図。
【図１５】本発明に係わる光ディスク原盤露光装置の第５の実施の形態を示す構成図。
【図１６】レーザビーム光路長の一定制御を示す図。
【図１７】光ディスク原盤に形成されたトラックを示す図。
【図１８】アクチュエータに要求される最小分解能及びストロークの説明図。
【図１９】本発明に係わる光ディスク原盤露光装置の第６の実施の形態を示す構成図。
【図２０】粗動及び微動の送り制御を示す図。
【図２１】本発明に係わる光ディスク原盤露光装置の第７の実施の形態を示す構成図。
【図２２】光歪素子可動ミラーの構成図。
【図２３】光歪素子可動ミラーの機能を説明するための図。
【図２４】光歪素子可動ミラーの具体的な作用を示す図。
【図２５】光歪素子の有する光歪定数特性を示す図。
【図２６】光歪素子の傾斜機能材料を説明するための図。
【図２７】フォーカス制御系の構成図。
【図２８】フォーカス制御系で形成されるフォーカス制御光のスポット形状を示す図。
【図２９】フォーカス制御系における光歪素子の伸縮作用を示す図。
【図３０】フォーカス制御系における光歪素子の光歪定数特性を示す図。
【図３１】フォーカス制御系における光歪素子の変形を説明するための図。
【図３２】レーザビームによる露光位置の検出系Ｆａの構成図。
【図３３】露光位置の検出系における光歪素子群の変位作用を示す図。
【図３４】他のレーザビームによる露光位置の検出系Ｆａの構成図。
【図３５】切り欠きヒンジの作用を説明するための図。
【図３６】光圧による切り欠きヒンジの変位を示す図。
【図３７】従来の光ディスク原盤露光装置の構成図。
【図３８】スライダのヨーイング、ピッチング及びローリング運動を示す図。
【図３９】従来の光ディスク原盤露光装置の構成図。
【符号の説明】
【０３７０】
１…スピンドルモータ、３…光ディスク原盤、４０，４１…ガイド、４２…粗動スライダ、４３…粗動駆動機構、４５…微動ユニット、４６…露光ユニット、４７…露光レーザヘッド、５３…ｘ軸方向の位置検出系、５６…ｙ軸方向の位置検出系、５９…第１の角度検出系、６０…第２の角度検出系、７０…第１のヒンジ部材、７２…θ1 方向アクチュエータ、７３…第２のヒンジ部材、７５…θ2 方向アクチュエータ、７６…第３のヒンジ部材、７８…θ3 方向アクチュエータ、８２…コントローラ、８３…運動誤差算出手段、８４…位置・姿勢補正手段、９０…固定部材、９１…チルト機構、９２…切欠きヒンジ、９３…可動端部、９４…露光ユニット、９５…積層圧電素子、９６…角度検出器、９７…コントローラ、１００…リニアモータガイド板、１０１…露光ユニット、１０２…リニアモータ移動体、１０９…光ファイバー、１１０…露光レーザヘッド、１３０…露光レーザヘッド、１３１…露光ユニット、１３２…走査型反射光学系、１３３…能動光学ミラー、１３４…アクチュエータ群、１４１…走査型探針顕微鏡（ＳＰＭセンサ）、Ｐａ…光軸制御系、１５８…光歪素子可動ミラー、Ｑａ…フォーカス制御系、１６２…フォーカス光学系、１６５…光歪素子、Ｆａ…露光位置検出系、１６６…光歪素子群、１６７…変位計、１９２…コントローラ、２００…切り欠きヒンジ。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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