CN113412518B - 光盘、其制造方法、光信息装置以及信息处理方法 - Google Patents

光盘、其制造方法、光信息装置以及信息处理方法 Download PDF

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Abstract

一种光盘的制造方法，所述光盘至少在单侧从光束被照射的表面起至少依次具有覆盖层、第1信息记录面、第1中间层、第2信息记录面、第2中间层、第3信息记录面，在进行光盘的信息记录或者信息再现时使所述光束在所述光盘的记录面上会聚的物镜的数值孔径为0.91，从表面到所述第1至第3信息记录面的各个厚度的标准值dk(k＝1，2，3)是以标准折射率no为前提而被设定的，从表面到所述第1至第3信息记录面的形状厚度的目标值通过依赖于到所述第1至第3信息记录面的折射率n的变换系数g(n)和所述标准值dk的乘积而确定。

Description

光盘、其制造方法、光信息装置以及信息处理方法
技术领域
本发明涉及照射光来进行信息的记录或者再现的光盘，特别地，涉及具备3层以上的信息记录面的光盘的层间隔的构造、以及再现该多层光盘的信息或者将信息记录于该多层光盘的方法、装置。
背景技术
作为高密度、大容量的光信息记录介质而出售的光盘中存在被称为DVD、Blu-ray(注册商标)光盘(以下，称为BD)的光盘。这些光盘作为记录图像、音乐、计算机数据的记录介质而被广泛利用。进一步地，为了增加记录容量，如专利文献1～专利文献4所示，提出了具有多个记录层的光盘。
图16是表示现有的光盘和光学拾取器的结构的图。从光源1出射的发散性的光束701入射到偏振分束器52。入射到偏振分束器52的光束701被偏振分束器52反射，通过具备球面像差修正单元93的准直透镜53变换为大致平行光并透射，透射四分之一波长板54并变换为圆偏振光后，被物镜561变换为会聚光束，透射光盘401的透明基板，聚光在形成于光盘401内部的第1记录面401a、第2记录面401b、第3记录面401c、第4记录面401d的任一者上。物镜561被设计为在第1记录面401a与第4记录面401d的中间的深度位置，球面像差变得极小，聚光到各记录面401a～401d的情况下产生的球面像差通过球面像差修正单元93将准直透镜53的位置在光轴方向移动而被去除。
物镜561的开口被光圈551限制，将数值孔径NA设为0.85。被第4记录面401d反射的光束701透射物镜561、四分之一波长板54并变换为与去路相差90度的直线偏振光后，透射偏振分束器52。透射偏振分束器52的光束701经过圆柱透镜57，入射到光检测器320。在透射圆柱透镜57时，光束701被赋予像散。
光检测器320具有未图示的4个受光部，输出与分别受光的光量相应的电流信号。根据这些电流信号，生成基于像散法的焦点误差信号(以下设为FE信号)、基于推挽法的跟踪误差信号(以下设为TE信号)、记录于光盘401的信息信号(以下设为RF信号)。FE信号以及TE信号在对所希望的电平进行了放大以及相位补偿后，提供给致动器91以及92，进行焦点以及跟踪控制。
在此，假设厚度t1～t4全部为相同的长度的情况下，产生以下的问题。例如，在为了进行向第4记录面401d的记录再现而对第4记录面401d聚光光束701时，光束701的一部分在第3记录面401c反射。由于从第3记录面401c到第4记录面401d的距离与从第3记录面401c到第2记录面401b的距离相同，因此在第3记录面401c反射的光束701的一部分在第2记录面401b的背侧成像，该反射光再次在第3记录面401c反射并混入到来自本来应读取的第4记录面401d的反射光。进一步地，由于从第2记录面401b到第4记录面401d的距离与从第2记录面401b到光盘401的表面401z的距离也相同，因此在第2记录面401b反射的光束701的一部分在光盘401的表面401z的背侧成像，该反射再次在第2记录面401b反射，混入到来自本来应读取的第4记录面401d的反射光。这样，存在来自本来应读取的第4记录面401d的反射光中、在其他层的背侧成像的反射光多重重叠并混入从而对记录/再现形成妨碍的问题。上述那样的光的干涉性高、在受光元件上形成基于干涉的明暗分布。进一步地，该明暗分布根据光盘面内的微少的中间层厚度偏差所导致的与其他层反射光的相位差变化而变动，因此使伺服信号以及再现信号的品质显著降低。以后，在本说明书中，将其称为背焦点课题。
专利文献1～3公开了一种为了解决该背焦点课题，使各记录面之间的面间厚度相互不同的结构。
此外，光盘系统对从表面入射并在记录面反射的光进行检测，因此光从表面到光盘面通过的透明材料的折射率也有影响。因此，在专利文献4中，公开了一种考虑了折射率的多层光盘构造。光盘以N为4以上的自然数而具有(N-1)层的信息记录面，将覆盖厚度、中间层厚度从光入射的一侧起依次设为dt1、dt2、··、dtN时，将针对i≤j＜k≤m≤N的任意的自然数i、j、k、m而从dti到dtj的和与从dtk到dtm的和之间的差DFF设为1um以上。折射率nr的部分的形状厚度dtr变换为产生与基于所述厚度dtr的光束的扩散量相同的扩散量的折射率no的厚度dto。DFF是基于dto而计算的。dto通过f(n)与dtr的乘积而求取。此时，f(n)＝-1.088n3+6.1027n2-12.042n+9.1007。
进一步地，由于将中间层的厚度和折射率设定为球面像差落入一定范围的范围，因此折射率nr与标准值no不同的部分的形状厚度dtr的目标值是计算折射率no的厚度dto与折射率n的函数g(n)的乘积而求取的。此时，g(n)为g(n)＝-1.1111n3+5.8143n2-9.8808n+6.476。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2010/044245号
专利文献2：日本特开2007-149210号公报
专利文献3：日本特开2007-257759号公报
专利文献4：国际公开第2011/024345号
发明内容
近年来，随着互联网环境、计算机的能力提高等，世界中产生出的信息的量和应记录的信息的量也飞跃性地增加。因此，数据中心等中作为安全、低价、低能量地保存信息的介质，高密度大容量的光盘的必要性提高。即，应对应存储的信息量的增大，产生实现进一步超过将BD扩张为3层、4层并且记录密度也提高的BDXL(注册商标)的高记录密度的光盘的必要。为了提高记录密度，使物镜的数值孔径比现有的0.85进一步提高是有力的方法。但是，现有例中仅公开了以数值孔径是0.85为前提，在进一步提高数值孔径的情况下，必须使函数f(n)和函数g(n)与现有例不同，或者在进一步改变的情况下，没有涉及如何改变的公开例，具有不存在实现能够进行稳定的控制信号的检测、信息信号的读取的大容量光盘的指南的问题。
本公开鉴于上述的现有的状况而作出，其目的在于，提供一种比现有更加高密度大容量的光盘。
在本发明中，为了解决上述的课题，构成以下那样的光盘。
(结构1)
一种光盘的制造方法，所述光盘至少在单侧从光束被照射的表面起依次至少具有覆盖层、第1信息记录面、第1中间层、第2信息记录面、第2中间层、第3信息记录面，其特征在于，在进行光盘的信息记录或者信息再现时使所述光束会聚在所述光盘的记录面上的物镜的数值孔径为0.91，从表面到所述第1至第3信息记录面的各个厚度的标准值dk(k＝1，2，3)是以标准折射率no为前提而被设定的，从表面到所述第1至第3信息记录面的形状厚度的目标值通过依赖于到所述第1至第3信息记录面的折射率n的变换系数g(n)和所述标准值dk的乘积而确定，g(n)＝-0.859218-n3+4.55298n2-7.70815n+5.19674。
(结构2)
一种光盘的制造方法，所述光盘至少在单侧从光束被照射的表面起依次至少具有覆盖层、第1信息记录面、第1中间层、第2信息记录面、第2中间层、第3信息记录面，其特征在于，在进行光盘的信息记录或者信息再现时使所述光束会聚在所述光盘的记录面上的物镜的数值孔径为0.91，覆盖层、第1中间层、第2中间层的形状厚度分别为trk(k＝1，2，3)时，通过形状厚度trk和依赖于形成厚度的材料的折射率n的变换系数f(n)的乘积来计算以标准折射率no为前提的实质厚度tk，f(n)＝--1.37834n3+7.62795n2-14.7462n+10.7120，tk相互具有一定值以上的差异，tk均是大于一定值的值。
(结构3)
在结构2所述的光盘的制造方法中，其特征在于，tk相互具有1μm以上的差异，tk均为大于10μm的值。
(结构4)
一种光盘的制造方法，是结构2或者3的光盘的制造方法，所述光盘至少在单侧从光束被照射的表面起依次至少具有覆盖层、第1信息记录面、第1中间层、第2信息记录面、第2中间层、第3信息记录面，其特征在于，在进行光盘的信息记录或者信息再现时，使光束会聚在光盘的记录面上的物镜的数值孔径为0.91，从表面到第1至第3信息记录面的各个厚度的标准值dk(k＝1，2，3)是以标准折射率no为前提而被设定的，从表面到第1至第3信息记录面的形状厚度的目标值通过依赖于到第1至第3信息记录面的折射率n的变换系数g(n)和标准值dk的乘积而确定，g(n)＝-0.859218-n3+4.55298n2-7.70815n+5.19674。
(结构5)
一种光盘，是通过结构1至4的任一者所述的光盘的制造方法而制作的，其特征在于，在各记录面设置凹凸形状的槽，在凹部和凸部的两方记录信息，所述凹凸形状的槽的间距p是p＜0.6μm。
(结构6)
一种光信息装置，对结构5所述的光盘进行再现或者记录，其特征在于，所述光信息装置具备：光学拾取器；电机，旋转光盘；和电路，接受从光学拾取器得到的信号，对电机、物镜、激光光源进行控制以及驱动，通过电路，在聚焦跳转之前对由于跳转的中间层而产生的球面像差进行修正，移动焦点位置。
(结构7)
一种信息处理方法，对结构5所述的光盘进行再现或者记录，其特征在于，具备：光学拾取器；电机，旋转光盘；和电路，接受从光学拾取器得到的信号，对电机、物镜、激光光源进行控制以及驱动，通过电路，在聚焦跳转之前对由于跳转的中间层而产生的球面像差进行修正，移动焦点位置。
根据本公开，通过防止多层(多面)构造光盘中的背焦点课题并减少各记录面中的反射光彼此的干涉，能够提高伺服信号以及再现信号的品质。并且，特别是能够减少来自相邻记录面的串扰的影响并提高再现信号品质，能够实现更高密度的光盘。此外，在多层光盘中，能够将由中间层厚产生的球面像差量收敛于规定的范围，起到能够进行稳定的聚焦跳转、焦点控制的导入这一显著的效果。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的光盘以及光学拾取器的概要结构的图。
图2是表示本发明的实施方式1所涉及的光盘的层结构的图。
图3是表示进行记录再现的信息记录面的反射光的图。
图4是表示进行记录再现的信息记录面以外的信息记录面的反射光的图。
图5是表示进行记录再现的信息记录面以外的信息记录面的反射光的图。
图6是表示进行记录再现的信息记录面以外的信息记录面的反射光的图。
图7是光盘的FS信号振幅与两个面间厚度的厚度差的关系图。
图8是表示光盘的基材厚度与抖动的关系的图。
图9是表示本发明的实施方式1所涉及的3层光盘的层结构的图。
图10是表示将现有的形状厚度换算为标准的折射率的系数的折射率依赖性的说明图。
图11是表示本发明的实施方式1所涉及的将形状厚度换算为标准的折射率的系数的折射率依赖性的说明图。
图12是表示本发明的实施方式1所涉及的将标准的折射率下的厚度变换为实际的折射率下的形状厚度的系数的说明图。
图13是表示现有的以球面像差量为基准从标准折射率下的厚度向形状厚度目标值的变换系数的说明图。
图14是表示本发明的实施方式1所涉及的以球面像差量为基准并从标准折射率下的厚度向形状厚度目标值的变换系数的说明图。
图15是本发明的实施方式的光信息装置的概略说明图。
图16是表示现有的光盘与光学拾取器的结构的图。
具体实施方式
以下，适当参照附图来对实施方式详细进行说明。但是，可能省略非必要以上详细的说明。例如，可能省略已知事项的详细说明、针对实质相同的结构的重复说明。这是为了避免以下的说明变得不必要地冗余，使本领域技术人员容易理解。
另外，附图以及以下的说明是为了本领域技术人员充分理解本公开而提供的，并不意图通过这些来限定权利要求书所述的主题。
(实施方式1)
以下，使用图1以及图2，对本发明的实施方式进行说明。
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的光盘以及光学拾取器的概要结构的图，图2是表示本发明的实施方式1所涉及的光盘的层结构的图。
光学拾取器201将波长λ为405nm等的蓝色的激光向光盘40照射，进行记录于光盘40的信号的再现。
光盘40作为一个例子而形成4面的信息记录面。如图2所示，光盘40从接近表面40z的一侧起依次具有第1信息记录面40a、第2信息记录面40b、第3信息记录面40c、第4信息记录面40d。
光盘40进一步具有覆盖层42、第1中间层43、第2中间层44、第3中间层45。将覆盖层42(从表面40z到第1信息记录面40a的基材)的厚度设为t1，将第1中间层43(从第1信息记录面40a到第2信息记录面40b的基材)的厚度设为t2，将第2中间层44(从第2信息记录面40b到第3信息记录面40c的基材)的厚度设为t3，将第3中间层45(从第3信息记录面40c到第4信息记录面40d的基材)的厚度设为t4。此外，将从表面40z到第1信息记录面40a的距离设为d1(≈t1)，将从表面40z到第2信息记录面40b的距离设为d2(≈t1+t2)，将从表面40z到第3信息记录面40c的距离设为d3(≈t1+t2+t3)，将从表面40z到第4信息记录面40d的距离设为d4(≈t1+t2+t3+t4)。
在此，对信息记录面具有4面的情况下的课题进行说明。作为第一个课题，使用图3～图7来对基于多面反射光的干涉进行说明。如图3那样，为了再现或者记录而被聚光的光束通过记录层的半透射性，被分支为以下的多个光束。
·图3所示的聚光于再现或者记录面的光束70，
·图4所示的在第3信息记录面40c反射、在第2信息记录面40b聚焦并反射、再次在第3信息记录面40c反射的光束71(向记录层的背焦点光)，
·图5所示的在第2信息记录面40b反射、在表面聚焦并反射、再次在第2信息记录面40b反射的光束72(向表面的背焦点光)
·图6所示的、在信息记录面未聚焦但按照第3信息记录面40c、第1信息记录面40a、第2信息记录面40b的顺序反射的光束73。
首先，考察覆盖层42、第1中间层43、第2中间层44、第3中间层45的折射率全部相同的情况。将共同的折射率设为no。
例如，在t4＝t3的情况下，光束70和光束71在表面40z出射时通过相同的光路，因此以相同的光束直径入射到光检测器320。同样地，在t4+t3＝t2+t1的情况下，光束70和光束72，此外，在t2＝t4时，光束70和光束73在表面40z出射时通过相同的光路，因此以相同的光束直径入射到光检测器320。在此，虽然相对于光束70为多面反射光的光束71～73的光强度变小，但干涉的对比度不依赖于光强度而依赖于光的振幅。光的振幅为光强度的平方根的大小，因此即使光强度稍微存在差值，干涉的对比度也变大。若以相等的光束直径入射到光检测器320则基于干涉的影响较大，由光检测器320受光的光量由于微少的层间厚度的变化而较大地产生变动，难以检测稳定的信号。
图7是表示将光束70与光束71、光束72或者光束73的光强度比设为100∶1、并且覆盖层42和第1中间层43的折射率均为约1.6(1.57)的情况下的相对于层间厚度之差的FS信号(光强度的总和)振幅的图。图7中，横轴是层间厚度之差，纵轴是FS信号振幅，表示通过假定不存在来自多层光的反射并由光检测器320仅受光光束70的DC光量而标准化的值。此外，如图7那样，可知若层间厚度之差小于约1μm则FS信号急剧地变动。
另外，与图5的光束72同样地，即使覆盖层42的厚度t1与第1中间层43～第3中间层45的厚度的总和即(t2+t3+t4)的差为1μm以下，也产生FS信号的变动等的问题。
作为第二个课题，若相邻的信息记录面间的层间距离过小，则受到来自相邻的信息记录面的串扰的影响因此需要规定值以上的层间距离。因此，进行层间厚度的探究，决定最小层间厚度。图8是表示各记录层的反射率几乎相等的光盘中的层间厚度与抖动的关系的图。折射率约为1.6。图8的横轴表示层间厚度，纵轴表示抖动值。随着层间厚度变薄，抖动恶化，抖动的增大开始的点约为10μm，在其以下的层间厚度产生急剧的抖动的恶化。因此，层间厚度设为10μm以上为宜。
使用图2，对本发明所涉及的实施方式1中的光盘40的结构更加详细地进行说明。在实施方式1中，为了解决来自其他层、表面的反射光的恶劣影响而考虑了制作上的厚度偏差，并且设定4层光盘的构造以使得能够确保以下的条件。
条件(1)：将覆盖层42的厚度t1与第1中间层43～第3中间层45的厚度的总和即(t2+t3+t4)的差确保为1μm以上。换句话说，|t1-(t2+t3+t4)|≥1μm。
条件(2)：t1、t2、t3、t4的任意的两个值的相互之差均为1μm以上。
条件(3)：将覆盖层42的厚度t1以及第1中间层43的厚度t2之和(t1+t2)与第2中间层44的厚度t3和第3中间层45的厚度t4之和(t3+t4)的差确保为1μm以上。
也存在其他几个层厚的组合，但在将覆盖层设为接近于t2+t3+t4的值的情况下不需要考虑，因此省略。
上述针对4层光盘的构造表示了具体例，但若是图9那样的3层光盘，则为以下条件。
条件(1)：将覆盖层32的厚度t1与中间层33～34的厚度的总和即(t2+t3)的差确保为1μm以上。换句话说，|t1-(t2+t3)|≥1μm。
条件(2)：t1、t2、t3的任意的两个值的相互之差均为1μm以上。
一般地将N设为4以上的自然数来考虑(N-1)层光盘，则上述条件一般为，将覆盖厚度、中间层厚度分别设为t1、t2、··tN时，对于i≤j＜k≤m≤N的任意的自然数i、j、k、m，必须在ti到tj的和与tk到tm的和之间设置1um以上的差。所谓覆盖厚度，是从光盘的表面到最近的信息记录面的距离，与d1几乎相等。
并且，此外，对应于第二个课题，全部中间层厚分别设为10um以上。到此为止，折射率与标准值相同因此考虑为恒定，但之后，考虑折射率与标准值不同或者按照每层而不同的情况。第一个课题即产生背焦点是由于在光检测器上，信号光与其他层反射光的大小、形状近似。产生背焦点课题是，折射率约为1.6um时，信号光与其他层反射光的焦点位置差在光盘侧在光轴方向小于1um时。此外，第二个课题的产生相邻层串扰是，折射率约为1.6um时，信号光的散焦量在相邻轨道上小于10um的情况。任一情况散焦量都重要。散焦量还是信号光聚焦的位置处的其他层反射光、其他层反射光的虚像的大小。将其半径设为RD。由于RD的大小的其他层反射光投射在光检测器上，因此干涉、串扰的大小依赖于该大小。该大小RD也称为基于厚度的光的扩散量。在折射率与no＝1.6不同的情况下，为了考虑背焦点、串扰的避免，考虑散焦量或者其他层反射光、其他层反射光的虚像的大小同等的条件即可。也可以说以基于厚度的光的扩散量为基准来换算层厚度。
在折射率nr的部分的形状厚度为dtr时，产生与折射率no的部分的形状厚度为dt时相同的散焦(其他层反射光、其他层反射光的虚像的大小)的条件为，
NA＝nr·sin(θr)＝no·sin(θo)...(1)
RD＝dtr·tan(θr)＝dto·tan(θo)...(2)。
在此，NA是通过物镜56而向光盘聚焦光时的数值孔径。在现有例中，以NA＝0.85为前提。θr、θo是各个折射率的物质中的光的会聚角度。此外，sin和tan分别是正弦函数和正接函数。
根据(1)，
θr＝arcsin(NA/nr)，θo＝arcsin(NA/no)...(3)
在此，arcsin是反正弦函数(inverse sine)。
根据(2)，
dto＝dtr·tan(θr)/tan(θo)...(4)
或者，
dtr＝dto·tan(θo)/tan(θr)...(5)。
折射率nr的部分的形状厚度为dtr时，折射率no的情况下，为了导出相当于多少厚度而使用式(4)，计算dto即可。
此外，对于若将折射率nr的部分的形状厚度dtr设为多少则成为与折射率no的多少厚度dto同等的厚度，使用式(5)来计算dtr即可。
在此，由于式(4)以及式(5)中未出现数值孔径NA，因此虽乍一看dto和dtr的关系与NA无关，但我们关注的是θr和θo均依赖于NA。由于θr和θo均依赖于NA，因此认为dto和dtr的关系可能与NA有关。根据式(3)，θr和θo均具有类似NA的关系性，并且在式(4)和式(5)中分母分子中包含θr和θo，因此dtr和dto的关系性针对NA的依赖性可能抵消。因此，我们尝试使NA具有与现有的0.85不同的值，计算dto和dtr的关系。可得到物镜的量产实现性、充分的工作距离(Working distance)，作为光学拾取器用在工业上能够稳定实现的最大值，NA确定为0.91。
首先，将现有的NA0.85中的式(4)的系数部分、即tan(θr)/tan(θo)设为f(nr)这一折射率nr的函数而在图10中表示。然后，将NA0.91中的式(4)的系数部分、即tan(θr)/tan(θo)设为f91(nr)这一折射率nr的函数而在图11中表示。若比较图10和图11可知，dto与dtr的关系依赖于NA而变化。虽然依赖于NA的变量θr和θo包含于分母和分子，但其对NA的依赖性并未完全抵消，作为结果，首次发现dto和dtr的关系依赖于NA而变化。
此外，式(5)的系数部分、即tan(θo)/tan(θr)是f91(nr)的倒数1/f91(nr)。将其设为折射率nr的函数而在图12中表示。
f91(nr)、其倒数均为平滑的曲线因此能够通过多项式来表示。我们发现使用三次方程能够得到精度为0.1％左右的近似多项式。即，
f91(n)＝-1.37834n3+7.62795n2-14.7462n+10.7120 (6)
1/f91(n)＝0.14446n3-0.83322n2+2.48053n-1.42754 (7)
为了简化而在式(6)、(7)中将nr简记为n。
例如，考虑具有4层记录层的4层光盘。从光入射的表面侧到首个(换言之第1)记录层存在形状厚度tr1、折射率nr1的覆盖层，从第1记录层到第2记录层存在形状厚度tr2、折射率nr2的第1中间层，从第2记录层到第3记录层存在形状厚度tr3、折射率nr3的第2中间层，从第3记录层到第4记录层存在形状厚度tr4、折射率nr4的第3中间层。若以散焦量为基准，将厚度分别变换为标准的折射率no时的厚度，则t1＝tr1×f91(nr1)，t2＝tr2×f91(nr2)，t3＝tr3×f91(nr3)，t4＝tr4×f91(nr4)。
为了避开背焦点，必须全部满足：
|t1-(t2+t3+t4)|≥1μm，|t2-t3|≥1μm，|t3-t4|≥1μm，|t2-t4|≥1μm。
此外，为了避开层间干涉，也必须全部满足t2≥10μm，t3≥10μm，t4≥10μm。
进一步地，作为接下来的例子，考虑具有3层记录层的3层光盘。从光入射的表面侧到首个(换言之第1)记录层存在形状厚度tr1、折射率nr1的覆盖层，从第1记录层到第2记录层存在形状厚度tr2、折射率nr2的第1中间层，从第2记录层到第3记录层存在形状厚度tr3、折射率nr3的第2中间层。若以散焦量为基准将厚度分别变换为标准的折射率no时的厚度，则t1＝tr1×f91(nr1)，t2＝tr2×f91(nr2)，t3＝tr3×f91(nr3)。
为了避开背焦点，必须全部满足：
|t1-(t2+t3)|≥1μm，|t2-t3|≥1μm。
此外，为了避开层间干涉，也必须全部满足t2≥10μm，t3≥10μm。
另外，在表面、各记录层之间还包含不同折射率的多个材料层的情况下，各个材料层的厚度在标准的折射率下相当于多少厚度，或者将形状厚度乘以上述函数值f91从而以散焦量为基准并将厚度分别变换为标准的折射率no时的厚度之后，进行相加即可。
例如，在到首个记录层为止形状厚度tr1的覆盖层还包含厚度tr11且折射率nr11的第11层、厚度tr12且折射率nr12的第12层、···厚度tr1N且折射率nr1N的第1N层的情况下，若以散焦量为基准而将厚度变换为标准的折射率no时的厚度t1，则t1＝∑tr1k×f91(nrk)。在此，∑表示针对k而从1到N的累计。
接下来，对球面像差的观点下的基材厚与折射率的关系进行叙述。中间层的厚度从球面像差的观点出发也需要满足特定的条件。为了得到聚焦跳转的稳定性，中间层的厚度从标准值起处于一定的范围，能够预测球面像差量为宜。所谓聚焦跳转(Focus jump)，是将焦点位置从某个记录层向其他记录层变化的动作。为了在进行聚焦跳转时稳定地得到目标层处的聚焦错误信号，在聚焦跳转之前移动准直透镜53等来减少球面像差，使目标层处的聚焦错误信号变得优质为宜，为此，期望该记录层间的球面像差之差处于一定范围。此外，在开始聚焦控制、所谓的聚焦导入时也预测进行聚焦控制的记录层的球面像差，移动准直透镜53等来减少球面像差，使目标层处的聚焦错误信号变得优质为宜。因此，期望由于覆盖层厚度t1、中间层厚而产生的球面像差处于一定范围内。
若折射率不同，则即使是相同的厚度，球面像差的量也变化，因此，中间层的厚度的目标值、允许范围也设定为球面像差量落入一定范围为宜。
使用越高的数值孔径(NA)的物镜，依赖于光通过的透明基材厚而球面像差越急剧地变化。若球面像差较大则产生作为进行焦点控制(聚焦控制)的指标的焦点误差(聚焦)信号的灵敏度与设计不同、或者信号振幅减少等劣化。因此，如之前也说明那样，在想要从未进行焦点控制的状态起开始焦点控制的情况下，或者为了得到聚焦跳转的稳定性，预先根据进行焦点控制的层来进行球面像差修正为宜。因此，从表面到记录层的厚度、以及中间层的厚度从标准值起处于一定的范围为宜。所谓聚焦跳转，是指将焦点位置从某个记录层向其他记录层变化的动作。标准值、一定的范围根据上述的理由需要以球面像差为基准来考虑。因此，若折射率是与标准值不同的值，则形状值根据折射率而变化。
因此，多层光盘的层厚设计例如下述那样即可。首先，掌握构成透明基材的材料的折射率。接下来，根据得到的折射率，以球面像差为基准，将从表面到记录层的形状厚度、以及中间层的形状厚度从标准折射率下的厚度变换而确定。从表面到记录层的形状厚度、以及中间层的形状厚度也可以具有数值表格、表，但由于球面像差与厚度处于正比关系，因此也可以根据波长、数值孔径来计算与折射率相应的变换系数g(nr)并使用该值。例如，在通过折射率1.6、厚度0.1mm的基材时，使用将波长405nm的蓝色光以数值孔径0.85无像差地会聚的物镜，求取改变所述基材的折射率时像差为最小的厚度ts(nr)(mm)。这样，作为g(nr)＝ts(nr)/0.1，能够求取变换系数。图13中表示现有公开的变换系数g(nr)。
为了实现更高密度的光盘而期望进一步提高NA，但若考虑物镜的实现性则0.91妥当。但是，到目前为止还不知道在将NA设为0.91时变换系数g(nr)与NA为0.85的情况有多少不同。因此，我们设计了NA为0.91的光学系统，基于此计算以球面像差为基准的系数g91(nr)。图14中表示计算出的系数g91(nr)。通过对图13与图14进行比较，初步判断在NA为0.85的情况和NA为0.91的情况下，以球面像差为基准的系数g(nr)与g91(nr)不同。在NA为0.91的情况下，标准折射率下的厚度乘以g91(nr)，求取形状厚度的设计值即可。并且，将覆盖层、中间层的形状厚度与之前的f91(nr)相乘，计算以标准折射率下的散焦量为基准的实质的厚度，确认厚度差为1μm以上、中间层厚为10μm以上即可。
另外，由于g91(nr)是平滑的曲线因此能够通过多项式来表示。我们发现若使用三次方程则能够得到精度为0.1％左右的近似多项式。即，
g91(n)＝-0.859218n3+4.55298n2-7.70815n+5.19674...(8)
为了简化，在式(8)中将nr简记为n。此外，也可能省略g91(n)、f91(n)的下角标而分别表示为g(n)、f(n)。
本申请中不使用近似计算，实际上通过光线追踪，根据折射率而求取三阶球面像差一定的基材厚度，因此成功地明确了正确的关系。
虽然反复，但根据这样求取的从表面到记录层的形状厚度以及中间层的形状厚度，可知覆盖层的形状厚度，因此针对这些值，如之前所述，以散焦量为基准，将厚度分别变化为标准的折射率no时的厚度。或者，求取实际制作的光盘的覆盖层、中间层的形状厚度。确认使用这些厚度是否能够避免之前说明的背焦点、层间干涉，判断设计范围的可否，判断形成的光盘的优劣。
另外，从表面到记录层的厚度能够根据覆盖层与中间层的厚度之和来求取。若是3层光盘，则从表面到第1记录层的形状厚度为tr1，从表面到第2记录层的形状厚度为tr1+tr2，从表面到第3记录层的形状厚度为tr1+tr2+tr3。在4层光盘的情况下，除了3层光盘以外，从表面到第4记录层的形状厚度为tr1+tr2+tr3+tr4。
另外，由于在n大于no时，f91(n)小于1，因此若以散焦量为基准，换算为标准的折射率no下的厚度，则变得更薄。换句话说，从满足用于层间干涉避免的中间层厚≥10μm的观点出发，允许范围变窄。另一方面，由于在n大于no时，g91(n)小于1/f91(n)，因此从球面像差的观点出发，向较厚侧的允许范围几乎不变宽。因此，不优选中间层的折射率大于n0。中间层的折射率小于n0的情况下，光盘的制造余量更宽。聚碳酸酯等经常使用的树脂的折射率约为1.6左右，认为n0＝1.6为宜，则中间层的折射率为小于n0＝1.6为宜。
此外，在3层光盘的情况下，虽然之前举例了|t1-(t2+t3)|≥1μm这一条件，但覆盖层越厚，针对光盘表面的伤痕、污染越能够稳定地进行信息再现，因此期望t1-(t2+t3)≥1μm这一条件。由于在n大于no时，系数f91(n)小于1，因此若考虑以散焦量为基准换算为标准的折射率no下的厚度则变得更薄，则在中间层(厚度t2～t3)的折射率大于覆盖层的折射率的情况下，容易满足t1-(t2+t3)≥1μm这一条件。因此，中间层的折射率比覆盖层的折射率大为宜。
此外，在4层光盘的情况下，虽然之前举出| t1-(t2+t3+t4)|≥1μm这一条件，但覆盖层越厚，针对光盘表面的伤痕、污染越能够稳定地进行信息再现，因此期望t1-(t2+t3+t4)≥1μm这一条件。由于在n大于no时，系数f91(n)小于1，因此若考虑以散焦量为基准换算为标准的折射率no下的厚度则变得更薄，则在中间层(厚度t2～t4)的折射率大于覆盖层的折射率的情况下，容易满足t1-(t2+t3+t4)≥1μm这一条件。因此，中间层的折射率大于覆盖层的折射率为宜。
另外，本申请发明并不限定于可擦写型、一次写入型以及再现专用型的任一者，能够适应于各类型的光盘。在至少单侧从被照射光束的表面依次具有至少覆盖层、第1信息记录面、第1中间层、第2信息记录面、第2中间层、第3信息记录面的光盘的制造中，在进行所述光盘的信息记录或者信息再现时使所述光束会聚在所述光盘的记录面上的物镜的数值孔径为0.91，从所述表面到所述第1至第3信息记录面的各个厚度的标准值dk(k＝1，2，3)以标准折射率no为前提而被设定，从所述表面到所述第1至第3信息记录面的形状厚度的目标值根据依赖于所述第1至第3信息记录面的折射率n的变换系数g(n)和所述标准值dk的乘积而确定，
g(n)＝-0.859218n3+4.55298n2-7.70815n+5.19674。
此外，所述覆盖层、第1中间层、第2中间层的形状厚度分别为trk(k＝1，2，3)时，通过所述形状厚度trk和依赖于形成厚度的材料的折射率n的变换系数f(n)的乘积，计算以标准折射率no为前提的实质厚度tk，f(n)＝-1.37834n3+7.62795n2-14.7462n+10.7120，tk相互为恒定值，优选存在1μm以上的不同，tk均为恒定值，优选设为大于10μm的值。
此外，记录密度设为超过BDXL(注册商标)光盘的高记录密度为宜。因此，信息信号的并列轨道间距也比BDXL(注册商标)光盘的0.32μm窄为宜。但是，以波长λ＝0.405μm、数值孔径(NA)＝0.85，在光盘面上形成聚光点的光学系统的分辨率极限为λ/(2×NA)＝0.238μm。即使将NA扩大到0.91，分辨率极限也为0.222μm。为了使聚光点沿着轨道(信息列)的中央行进，需要表示聚光点距轨道中心的偏差的TE信号。然而，若使轨道间距比0.3μm窄则接近于分辨率极限，因此TE信号变弱，信号/噪声比(S/N)降低，不能使聚光点精度优良地沿着轨道(信息列)的中央行进。
因此，在本发明的光盘中预先在记录面上形成基于凹凸的槽，在凹部和凸部的两方记录信息为宜。凹凸槽的轨道间距是信息列的轨道间距的成倍。例如，若将信息轨道的间距设为0.3μm，则凹凸槽的间距为0.6μm。此外，若将凹凸槽的间距设为0.4μm，则信息列的轨道间距能够窄到0.2μm，并且，能够得到充分强度的TE信号，能够使聚光点精度优良地沿着轨道(信息列)的中央行进。
这样，在本发明的实施方式1所涉及的光盘中，在记录面上形成凹凸槽，在凹部和凸部的两方记录信息，所述凹凸槽的间距为0.6μm以下，优选为0.4μm以下。通过上述那样的结构，能够提高轨道密度来实现高密度化，并且，可得到能够兼得稳定的跟踪伺服的效果。
接下来，图15中表示进行聚焦跳转的光信息装置的一个例子。
光盘40被承载于转盘182，通过电机164而被旋转。之前所示的光学拾取器201通过光学拾取器的驱动装置151而粗运动到所述光盘的所希望的信息存在的轨道位置。
所述光学拾取器201还对应于与光盘40的位置关系，将聚焦错误(焦点误差)信号、跟踪错误信号送至电路153。所述电路153对应于该信号，将用于使物镜微动的信号送至所述光学拾取器201。通过该信号，所述光学拾取器201对所述光盘进行聚焦控制、跟踪控制，通过所述光学拾取器201，进行信息的读取或者写入(记录)、消除。此外，电路153主要控制聚焦跳转的步骤。
本实施例的光信息装置针对本发明中上述的光信息介质，在聚焦导入、聚焦跳转之前，移动准直透镜53等，对进行导入或跳转的基材厚、中间层厚产生的球面像差进行修正后移动焦点位置，使目标层处的聚焦错误信号优质，因此具有能够稳定地进行聚焦跳转的效果。
产业上的可利用性
本发明所涉及的多层光盘(光盘)即使在覆盖层、中间层的折射率与标准值不同的情况下，也能够在任意层的再现时在其他层将反射光的影响抑制为最小限度，从而能够减少对光学头处的伺服信号以及再现信号的影响。
由此，能够提供可得到品质优良的再现信号的大容量并且容易确保与现有光盘的兼容性的光盘。
-符号说明-
40 光盘
201 光学拾取器
40z 表面
40a 第1信息记录面
40b 第2信息记录面
40c 第3信息记录面
40d 第4信息记录面
32、42 覆盖层
43 第1中间层
44 第2中间层
45 第3中间层
1 光源
70、71、72、73 光束
52 偏振分束器
53 准直透镜
54 四分之一波长板
56 物镜
57 圆柱透镜
320 光检测器
91 致动器
93 球面像差修正单元
401 光盘
401a 第1记录面
401b 第2记录面
401c 第3记录面
401d 第4记录面
401z 表面
551 光圈
561 物镜
701 光束。

Claims (7)

1.一种光盘的制造方法，所述光盘至少在单侧从光束被照射的表面起依次至少具有覆盖层、第1信息记录面、第1中间层、第2信息记录面、第2中间层、第3信息记录面，
在进行所述光盘的信息记录或者信息再现时使所述光束会聚在所述光盘的记录面上的物镜的数值孔径为0.91，
从所述表面到所述第1至第3信息记录面的各个厚度的标准值dk是以标准折射率no为前提而被设定的，其中，k＝1、2、3，
从所述表面到所述第1至第3信息记录面的形状厚度的目标值通过依赖于到所述第1至第3信息记录面的折射率n的变换系数g(n)和所述标准值dk的乘积而确定，g(n)＝-0.859218n3+4.55298n2-7.70815n+5.19674。
2.一种光盘的制造方法，所述光盘至少在单侧从光束被照射的表面起依次至少具有覆盖层、第1信息记录面、第1中间层、第2信息记录面、第2中间层、第3信息记录面，
在进行所述光盘的信息记录或者信息再现时使所述光束会聚在所述光盘的记录面上的物镜的数值孔径为0.91，
在所述覆盖层、第1中间层、第2中间层的形状厚度分别为trk，且k＝1、2、3时，
通过所述形状厚度trk和依赖于形成厚度的材料的折射率n的变换系数f(n)的乘积来计算以标准折射率no为前提的实质厚度tk，
f(n)＝-1.37834n3+7.62795n2-14.7462n+10.7120，
tk相互具有1μm以上的差异，
tk均是大于10μm的值。
3.根据权利要求2所述的光盘的制造方法，其中，
从所述表面到所述第1至第3信息记录面的各个厚度的标准值dk是以标准折射率no为前提而被设定的，其中k＝1、2、3，
从所述表面到所述第1至第3信息记录面的形状厚度的目标值通过依赖于到所述第1至第3信息记录面的折射率n的变换系数g(n)和所述标准值dk的乘积而确定，g(n)＝-0.859218n3+4.55298n2-7.70815n+5.19674。
4.一种光盘，是通过权利要求1至3的任一项所述的光盘的制造方法而制作的。
5.根据权利要求4所述的光盘，其中，
在各记录面设置有凹凸形状的槽，
在凹部和凸部的两方记录信息，
所述凹凸形状的槽的间距p是p＜0.6μm。
6.一种光信息装置，对权利要求5所述的光盘进行再现或者记录，所述光信息装置具备：
光学拾取器；
电机，使光盘旋转；和
电路，接受从所述光学拾取器得到的信号，对所述电机、物镜、激光光源进行控制以及驱动，
通过所述电路，在聚焦跳转之前对由于跳转的中间层而产生的球面像差进行修正，移动焦点位置。
7.一种信息处理方法，对权利要求5所述的光盘进行再现或者记录，
具备：
光学拾取器；
电机，使光盘旋转；和
电路，接受从所述光学拾取器得到的信号，对所述电机、物镜、激光光源进行控制以及驱动，
通过所述电路，在聚焦跳转之前对由于跳转的中间层而产生的球面像差进行修正，移动焦点位置。
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