CN1770286A - 光记录介质 - Google Patents

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CN1770286A CNA2005100966978A CN200510096697A CN1770286A CN 1770286 A CN1770286 A CN 1770286A CN A2005100966978 A CNA2005100966978 A CN A2005100966978A CN 200510096697 A CN200510096697 A CN 200510096697A CN 1770286 A CN1770286 A CN 1770286A
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三岛康儿
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Abstract

记录层为3层以上的作为多层光记录介质的光记录介质，具有L0层、L1层、L2层和L3层、和在这些层之间的第1～第3光透过性间隔层，相对于第1和第2光透过性间隔层的折射率n1，第3光透过性间隔层的折射率n3具有下述关系，即n3＜n1，能够减少再现时串扰光的影响。

Description

光记录介质
技术领域
本发明涉及一种光记录介质，更具体地说，涉及一种包括3层以上的记录层的光记录介质。
背景技术
作为用于记录数字数据的记录介质，广泛使用CD(小型激光唱盘)或DVD(数字化视频光盘)等光记录介质。在这种光记录介质中，为了使记录容量增大，具有使信息记录层为多层结构的多层光记录介质。在这种多层光记录介质中，各个记录层成为以光透过性间隔层为间隔而叠层的结构。
在上述这种多层结构的光记录介质中存在下述问题，即，在对某个记录层的记录标记进行再现时，虽然不会再现其它记录层的记录标记，但是存在来自其它记录层的反射光，该反射光量或记录层之间距离因某种原因而发生变化时，该变化(下面称作串扰(cross talk)变化)作为噪音而重叠在再现信号上。
作为使这种层间串扰的影响降低的对策，提出一种例如JP特开2004-213720号公报中记载的那样使记录层间距离按每个记录层而不相同的光记录介质。
发明内容
本发明的目的是提供一种光记录介质，根据多层光记录介质中各个记录层之间光透过性间隔层的折射率和串扰的关系，更有效地使层间串扰降低。
本发明人经过努力研究，发现在光透过性间隔层总厚度为5微米以上时，3次串扰(下面介绍)构成层间串扰的大部分，而且，其几乎完全是由共焦点串扰(下面介绍)引起的。此外，还发现实际4层光记录介质具有50微米程度的光透过性间隔层，由层间串扰引起的影响几乎完全是由共焦点的3次串扰引起的。
在此对上述“3次串扰”和“共焦点串扰”进行说明。
如图11A所示，例如在基板12和光透过性盖层14之间具有L0层16、L1层18、L2层20、L3层22共4层记录层的光学记录介质1上，例如在对L0层16进行再现时，在入射到光透过性盖层14的再现光中，仅由L0层16反射并射出到光记录介质外部的成分是信号光。另一方面，也存在由L1层18、L2层20、L3层22的任意之一仅反射1次并射出到光记录介质外部的成分，这就是所谓的串扰光，但是为了与后面所述的多重反射成分区别，将其称作“1次串扰(光)”。由于多层光记录介质是将具有有限反射率的记录层进行叠层后的结构，存在有在这些记录层间多次反射的多重反射成分。
实际上射出到记录介质外部的多重反射成分仅是经历了由记录层引起的奇数次反射的光，在其中反射次数最少的是经历了3次反射。将其称作“3次串扰(光)”。
图11A是3次串扰的一个示例，是按照L2层→L3层→L1层的顺序反射的成分。虽然其它也存在经历了5次、7次、…和更多的反射的成分，但由于光的强度随着反射次数的增多而衰减，所以可以忽略反射5次以上的多重反射成分。在图11A中，虚线所示的是信号光的光路，而粗线所示的3次串扰光沿与信号光完全相同的光路射出。一般1次或3次串扰光沿与信号光不同的光路射出，但是在记录层间的间隔特殊的情况下，存在象图11A那样沿与信号光相同的光路射出的串扰光。将这种成分特别称作“共焦点串扰(光)”。
图11A～图11C中显示了保持某种特定的入射角的1条光线，但是实际上在一定入射角范围内存在无数的光线，这些光线集中在一点上的点是焦点。共焦点串扰光尽管在光记录介质内部在与信号光不同的点聚光，在光记录介质外部却作为产生了恰似与信号光相同的焦点的发散球面波而动作。
本发明是通过这样的光记录介质来实现上述目的的，该光记录介质通过使上述共焦点的3次串扰减少，能够有效地使整体的串扰减少。
即，通过下述本发明可以实现上述目的。
(1)、一种光记录介质，其是在基板和光透过性盖层之间，从基板侧起至少将L0层、L1层、L2层的3层记录层和各个记录层之间的光透过性间隔层叠层而形成，其特征在于，上述多个光透过性间隔层中至少1层具有与其它光透过性间隔层不同的折射率。
(2)、如(1)所述的光记录介质，其特征在于，上述记录层从上述基板侧起为L0层、L1层、L2层、L3层的4层结构，上述L1层和L2层之间的光透过性间隔层具有与其它光透过性间隔层不同的折射率。
(3)、如如(1)或(2)所述的光记录介质，其特征在于，上述光透过性间隔层设置为3层以上，通过各个记录层而相邻的至少3层光透过性间隔层以具有相互不同的折射率、而且折射率按顺序增大的方式配置。
(4)、如(1)～(3)中任一项所述的光记录介质，其特征在于，上述光透过性间隔层之间的折射率差为0.006以上、0.025以下。
本发明使得在基板和光透过性盖层之间从基板侧起至少将L0层、L1层、L2层的3层记录层和各个记录层之间的光透过性间隔层叠层而形成的光记录介质中的、上述多个光透过性间隔层中至少1层具有与其它光透过性间隔层不同的折射率，可以使3次串扰光的焦点位置从受光元件的受光面错开，由此，能够获得可以使层间串扰的影响大幅度降低的效果。
附图说明
图1是表示本发明实施例1的光记录介质的局部截面的立体图；
图2是将图1中A部分放大并示意性表示的截面图；
图3是示意性表示从实施例1的光记录介质射出的信号光和串扰光到达受光元件的状态的截面图；
图4是表示在该实施例1中光透过性间隔层间的折射率差以及折射率变化与串扰强度以及光记录介质的所看到的发光点的位移量的关系的线图；
图5A～图5C是示意性表示实施例1的光记录介质中其它的串扰光和信号光的关系的截面图；
图6是分别按照1次串扰、3次串扰、共焦点串扰、全串扰表示与实施例1相同的4层光记录介质中光透过性间隔层的厚度和串扰强度的关系的线图；
图7A～图7D是示意性表示本发明实施例2的光记录介质中信号光和串扰光的关系的截面图；
图8A～图8D是示意性表示本发明实施例3的光记录介质中信号光和串扰光的关系的截面图；
图9A～图9D是示意性表示本发明实施例4的光记录介质中信号光和串扰光的关系的截面图；
图10A～图10D是示意性表示本发明实施例5的光记录介质中信号光和串扰光的关系的截面图；
图11A～图11C是示意性表示现有技术的4层光记录介质中共焦点串扰光的状态的截面图。
具体实施方式
光记录介质是在基板和光透过性盖层(下面称作盖层)之间从基板侧起将L0层、L1层、L2层、L3层的记录层和各个记录层之间的光透过性间隔层(下面称作间隔层)叠层而成，沿厚度方向顺序增大或减少上述多个间隔层的折射率而形成。
实施例1
下面对图1和2所示的本发明实施例1进行说明。
该实施例1的光记录介质10是在基板12和盖层14之间将L0层16、L1层18、L2层20、L3层22这4层记录层和各个记录层间的间隔层17、19、21进行层叠而构成。
上述间隔层(下面称作第3间隔层)21的折射率为n3，间隔层(下面称作第2间隔层)19、间隔层(下面称作第1间隔层)17和盖层14的折射率为n1，而且n1和n3的关系是n1＞n3。
接着，根据上述实施例1的光记录介质10，参考图2对降低3次共焦点串扰的作用机理进行说明。图2是表示在4层光记录介质中在对L0层16进行再现时的、共焦点串扰光的光路的视图。
虽然省略了说明，但是可知如图11A、图11B、图11C所示，如果将使间隔层折射率相同的光记录介质1中的3种图形的共焦点串扰光减少，则可以提高整体的记录再现特性。如图11A～图11C所示可知，3种图形的共焦点串扰光与仅在L0层16反射1次的信号光为完全相同的光路，因而，如果减少该串扰光，则可以提高整体的记录再现特性。
图2是表示对与上述图11A相同的串扰光图形的情况进行放大的视图，参考图2更详细地说明使共焦点串扰光的影响降低的作用机理。
在图2中，将入射的无数光线中与光轴相应的光线当作入射光I，将与其光束点直径边缘相当的部分作为Ie而表示。而且，串扰光C、信号光S也表示为与光束点直径边缘相当的光线。
为了进一步容易理解，在图2中，由L2层20和L3层22反射后到达L1层18的光，进一步由L1层18反射后射出到光记录介质10外部的光路利用粗线表示。
如图2所示，入射光I通过盖层14、L3～L1层22、20、18以及它们之间的第3～第1间隔层21、19、17而到达L0层16，其反射光成为上述信号光S，在此之前，从第3间隔层21朝向第2间隔层19、并进一步从第2间隔层19到达第3间隔层21时，由于折射率不同，合计折射2次后，射出到盖层14外。
上述入射光I的、在L2层20和L3层22反射后并到达L1层18的光由该L1层18反射，作为串扰光C，如图2中粗线所示那样射出。该串扰光C在从第3间隔层21朝向第2间隔层19、并进一步由L1层18反射后从第2间隔层19到达第3间隔层21为止的期间，与信号光S相同合计折射2次，但是通过与信号光S不同的光路而从盖层14射出。
此时，如图2所示，串扰光C和信号光S作为各自的整体，象产生了不同的点光源的球面波那样动作。
如图2所示，该点光源的位置成为串扰光C的边缘的光轴的、朝向光记录介质10内的延长线和入射光I中心光轴的交点以及信号光S光轴的同样的延长线的、在入射光I中心光轴上的交点，两者的距离是Δ。
下面参考图3对上述信号光S和串扰光C的、在光头(省略整体图示)中受光元件26上的偏差进行说明。如果该偏差足够大，则消除了串扰光、特别是共焦点串扰的影响。
如图2所示，聚光在L0层16上的入射光I成为在此反射的信号光S，如图3所示，通过物镜28而在受光元件26上聚光。另一方面，由于串扰光C(光轴)如图3所示在上述受光元件26的中心光轴CL，作为距信号光S的聚光点仅Δ的点射出的光线而动作，所以在上述受光元件26上，从信号光的聚光点到达沿与中心光轴CL垂直的方向仅移动X的位置。因而，如果该位移量X足够大，如上所述，可以消除串扰光的影响。
换句话说，在实施例1中，共焦点串扰没有成为共焦点，也就是提供上述位移量Δ，能够将串扰的影响减少到非共焦点串扰程度。
图4表示在间隔层之间存在折射率差(例如n3-n1)时，计算在使折射率n3变化时的串扰与信号光的比值(C/S)的结果。而且由于实施例1为n3-n1＜0，所以以图4的左半部分表示。
下面对C/S进行说明。信号光和串扰光都保持固有的反射强度而射出到介质外部。该反射强度由介质表面和记录层的反射率、透过率决定。射出到介质外部的光通过各种光学元件后一边聚束一边照射到受光元件上，在所述受光面上被检测出。由于受光元件配有有限大小的受光面，没有检测出所有的信号光和串扰光，只不过检测出光轴附近的一部分。
计算信号光和串扰光的射出强度和在受光面上的强度分布，将以受光面形状对强度分布进行积分后的结果称作“检出强度”。此外，将存在的所有串扰图形的检出强度进行合计，将该合计值的相对于信号光检出强度的比作为“串扰与信号比(C/S比)”。C/S比是相当于实际上由光拾波器检测出的信号的物理量，是作为表示记录介质和光学系统的性能的指标的重要参数。
在图4中，横轴表示折射率差n3-n1，纵轴表示串扰强度C/S和上述Δ(微米)。而且，表示n1为1.40、1.55和1.70的情况。
根据图4可知，虽然根据n1的值而略微不同，但在任何情况下都是在折射率为0.01的情况下串扰变成大约1/2。具体地说，串扰成为峰值的50％的折射率差，在n1＝1.40时为0.009，在n1＝1.55时为0.011，在n1＝1.70时为0.013。
此外，串扰成为峰值的80％的折射率差，在n1＝1.40时为0.006，在n1＝1.55时为0.007，在n1＝1.70时为0.008。
从而可知，如果间隔层的折射率差|n3-n1|为0.006以上、0.025以下，就能获得串扰降低效果。
更具体地说，可知当多个间隔层中1层的折射率为1.40、1.55或1.70时，与相邻的间隔层的折射率差为0.006以上、0.007以上或0.008以上时，非常良好。
上述图2、图5A～图5C所示的4个图形表示了4层光记录介质内共焦点串扰光的所有的图形。
在上述实施例1中，虽然仅针对与图11A所示同样的共焦点串扰光的图形进行了分析，但是通过相同的几何学的考虑，在与图11B相当的图5A的图形中，根据本发明实施例，可以期待更大的位移量X，从而不需要分析，省略了说明。
下面关于与图11C相当的共焦点串扰光的图形，如图5B所示，信号光和串扰光作为结果变成相同的光路，但通过减少其它的共焦点串扰，可以减少串扰整体的影响。
图5C表示4层光记录介质中共焦点串扰光的其它图形。在图5C的图形中同样，与实施例1相比较，能够期待更大的位移量X，所以省略了说明。
图6表示取入1次和3次串扰的所有的作用，计算综合C/S比的结果。此时，记录层间距离(间隔层厚度)完全相等，3层间隔层的厚度合计是在0～50微米的范围内变化。
当间隔层总厚度为5微米以下时，如图6所示，1次串扰的作用占支配地位，但是当间隔层总厚度超过5微米时，来自3次串扰的作用占支配地位，而且几乎完全是由共焦点串扰引起的，由于实际的4层光记录介质具有通常50微米左右厚度的间隔层，由串扰引起的影响几乎完全是由共焦点3次串扰引起的。
表1按串扰的每种图形示出3次串扰的作用。此时，间隔层的各厚度为a、b、c，使它们相等都是16.67微米，合计为50微米。与串扰的图形对应的记号根据记录层的反射顺序表示，例如将按照L1层→L3层→L2层的顺序反射的图形表示为R132。
表1
  a＝b＝c＝16.67微米
  C/S
  第1   0.000163
  第3   0.018844
  R231   0.003624
  R132   0.003624
  R121   0.011584
  合计   0.019007
在上述实施例1中，对串扰的作用最大的R121作为共焦点而残存，但是其它的共焦点串扰可以使其减少。
实施例2
下面对图7A～图7D所示的本发明实施例2进行说明。
该实施例2的光记录介质30，使第1以及第3间隔层31、33的折射率为n1，使第2间隔层32的折射率为n3(n3＜n1)。
在该实施例2的光记录介质30中，图7A、图7B的图形残存有共焦点串扰，但是如果考虑了表1的作用率，图7A是R231，图7B是R132，与表示R121的图7C进行比较可知，串扰的作用率小，比实施例1更好。
实施例3
下面对图8A～图8D所示的本发明实施例3的光记录介质40进行说明。
该光记录介质40分别将第1间隔层41的折射率设定为n3，将第2间隔层42和第3间隔层43的折射率设定为n1(n1＞n3)。
在图8A～图8D中，虽然在对L0层16进行再现时，可以使所有共焦点串扰成为非共焦点串扰，但是如图8D所示，在对L1层进行再现时残存有共焦点串扰。另一方面，由于降低了其它的共焦点串扰，作为整体，降低了串扰。
如果将其与实施例1的情况进行比较，则由于存在一般记录层越接近光入射面而信号品质越优良这样的事实，认为实施例3比实施例1更优选。
实施例4
下面对图9A～图9D所示的本发明实施例4的光记录介质50进行说明。
该光记录介质50分别将第3间隔层53的折射率设定为n1，将第2间隔层52的折射率设定为n2，将第1间隔层51的折射率设定为n3，并且，n1＞n2＞n3。
此时，上述折射率n1、n2、n3的差、即n1-n2、n2-n3分别为0.006以上、0.025以下。
而且，这些第1～第3间隔层51～53中1层的折射率为1.40、1.55或1.70时，与相邻的间隔层的折射率差设定为0.006以上、0.007以上或0.008以上。
如图9A～图9D所示，在该实施例4的光记录介质50中，能够使对4层光记录介质进行再现时的所有的共焦点串扰成为非共焦点。另一方面，由于按每个光透过性间隔层改变其材料的折射率，所以虽然制造上成本增大，但是在大批量生产阶段，在间隔层上使用多种材料并没有显著地增大成本。
实施例5
下面对图10A～图10D所示的本发明实施例5的光记录介质60进行说明。
该光记录介质60分别将第3间隔层63的折射率设定为n1，将第2间隔层62的折射率设定为n3，将第1间隔层61的折射率设定为n2，而且，n1＞n2＞n3。
此时，上述折射率n1、n2、n3的差、即n1-n2、n2-n3分别为0.006以上、0.025以下。
在该实施例5的情况下，能够使对4层光记录介质进行再现时的所有的共焦点串扰成为非共焦点。
另外，上述各个实施例的光记录介质，虽然记录层形成为4层，但是本发明并不局限于此，本发明一般能够适用于至少具有3层记录层的光记录介质。

Claims (8)

1、一种光记录介质，其是在基板和光透过性盖层之间，从基板侧起至少将L0层、L1层、L2层的3层记录层和各个记录层之间的光透过性间隔层叠层而形成，其特征在于，
上述多个光透过性间隔层中至少1层具有与其它光透过性间隔层不同的折射率。
2、如权利要求1所述的光记录介质，其特征在于，上述记录层从上述基板侧起为L0层、L1层、L2层、L3层的4层结构，上述L1层和L2层之间的光透过性间隔层具有与其它光透过性间隔层不同的折射率。
3、如权利要求1所述的光记录介质，其特征在于，上述光透过性间隔层设置为3层以上，通过各个记录层而相邻的至少3层光透过性间隔层以具有相互不同的折射率、而且折射率按顺序增大的方式配置。
4、如权利要求2所述的光记录介质，其特征在于，上述光透过性间隔层设置为3层以上，通过各个记录层而相邻的至少3层光透过性间隔层以具有相互不同的折射率、而且折射率按顺序增大的方式配置。
5、如权利要求1所述的光记录介质，其特征在于，上述光透过性间隔层之间的折射率差为0.006以上、0.025以下。
6、如权利要求2所述的光记录介质，其特征在于，上述光透过性间隔层之间的折射率差为0.006以上、0.025以下。
7、如权利要求3所述的光记录介质，其特征在于，上述光透过性间隔层之间的折射率差为0.006以上、0.025以下。
8、如权利要求4所述的光记录介质，其特征在于，上述光透过性间隔层之间的折射率差为0.006以上、0.025以下。
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