ES2336426T3 - Disco optico multicapa y metodo para producir discos opticos multicapa. - Google Patents
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Abstract
Un disco óptico multicapa que comprende: una pluralidad de capas de información, que incluyen una primera capa de almacenamiento de información (303, 801, 1001) incluyendo un primer surco de pista ondulante que tiene una primera amplitud de ondulación (W1), una primera profundidad (D1), y un primer ángulo de pendiente de la pared lateral (A1); y una segunda capa de almacenamiento de información (304, 802, 1002) localizada más lejos de la superficie incidente de la luz del disco óptico multicapa, incluyendo la segunda capa de almacenamiento de información (304, 802, 1002) un segundo surco de pista ondulante que tiene una segunda amplitud de ondulación (W2), una segunda profundidad (D2) y un segundo ángulo de la pendiente de la pared lateral (A2), en el que al menos se satisface una de las tres condiciones siguientes: 1) W1 < W2 2) D1 < D2, y 3) A1 > A2 en el que se da un valor diferente a cada uno de los factores de forma, amplitud de oscilación, profundidad del surco y ángulo de la pendiente de la pared lateral de dicho surco de pista para cada una de las capas de almacenamiento de información.
Description
Disco óptico multicapa y método para producir
discos ópticos multicapa.
La presente invención se refiere a un medio de
almacenamiento óptico tal como un disco óptico y un método de
producir el medio de almacenamiento óptico, y más particularmente a
un disco óptico multicapa que comprende una pluralidad de capas de
almacenamiento de información con surcos de guía (surcos de la
pista).
Con el uso extendido de los discos compactos
(CD), el disco óptico ha ganado una posición como importante medio
de almacenamiento. Discos que se pueden leer/escribir, tales como
los discos CD-R y CD-RW, que no sólo
pueden reproducir sino también grabar información se usan también
ampliamente. La investigación y el desarrollo de discos ópticos de
más alta densidad están en plena expansión en los últimos años.
Aumentar la densidad de grabación de un disco
óptico, no sólo aumentando la densidad de grabación de una capa de
almacenamiento de información sino también aumentando el número de
capas de almacenamiento de información resulta eficaz. En la
familia de los DVD, hay un disco de sólo lectura que permite leer
información grabada sobre dos capas de almacenamiento de
información desde una cara. Además del disco óptico de sólo lectura
que tiene dos capas de almacenamiento de información también está
bajo desarrollo un disco óptico que se puede leer/escribir que
tiene dos capas de almacenamiento de información.
Con referencia a la Figura 1, se explicará una
configuración de un disco óptico que se puede leer/escribir que
tiene dos capas de almacenamiento de información.
El disco óptico que se puede leer/escribir
mostrado en la Figura 1 tiene dos capas de almacenamiento de
información hechas de un material de cambio de fase cuyas
características ópticas cambian entre la fase amorfa y la fase
cristalina. Sobre cada una de las capas de almacenamiento de
información, se graba un patrón amorfo llamado "marca" por
irradiación con un rayo láser.
El disco óptico en la Figura 1 comprende un
primer sustrato sustancialmente transparente 201 que tiene un surco
de pista (surco) y un segundo sustrato sustancialmente transparente
205 que tiene un surco de pista que están pegados entre sí. La
primera capa de almacenamiento de información semitransparente 202
está formada sobre el primer sustrato sustancialmente transparente
201, y la segunda capa de almacenamiento de información 204 está
formada sobre un segundo sustrato sustancialmente transparente 205.
Ambos sustratos 201 y 205 están situados de tal modo que las dos
capas de almacenamiento de información 202 y 203 se enfrentan entre
sí, y están pegados entre sí por medio de una capa de pegado
sustancialmente transparente 203. La capa de pegado 203 funciona
como una capa intermedia que separa la primera capa de
almacenamiento de información 202 de la segunda capa de
almacenamiento de información 203.
Los surcos de la pista de las respectivas capas
de almacenamiento de información 202 y 204 oscilan a una frecuencia
predeterminada. Cuando se graba/reproduce la información, se detecta
una señal de lectura que tiene una frecuencia y se genera una señal
de reloj. La señal de reloj se usa para ajustar la velocidad de
rotación del disco con la velocidad de lectura/escritura del
aparato de disco.
En tal disco óptico multicapa, comparado con la
cantidad de luz incidente desde la cabeza óptica del aparato de
disco sobre el disco óptico, la cantidad de luz que se devuelve
desde cada una de las capas de almacenamiento de información al
área de foto-detección de la cabeza óptica es
bastante pequeña. Esto causa que la señal de lectura obtenida a
partir de la ondulación de los surcos de pista sobre las capas de
almacenamiento respectivas se haga pequeña.
Además, como la estructura de la película de
grabación (transmitancia y reflectancia de la luz, etc.) difiere de
una capa de almacenamiento de información a la otra, la proporción
de la amplitud de la señal de lectura con el nivel de ruido de la
señal de lectura (proporción CN: proporción de Portadora a Ruido)
puede variar considerablemente entre una pluralidad de capas de
almacenamiento de información. En este caso, es difícil reproducir
la señal de reloj con precisión en base a las formas de la
ondulación de los surcos de pista de las capas de almacenamiento de
información respectivas.
Es un objeto de la presente invención
proporcionar un disco óptico multicapa capaz de reproducir de forma
fiable una señal de reloj en base a las formas de ondulación de los
surcos de pista de las respectivas capas de almacenamiento de
información.
Los siguientes documentos se dirigen hacia los
discos ópticos multicapa. El documento JP 5-151644 A
y el documento correspondiente EP 0517 490 A2 describen un medio
óptico de múltiples superficies con una pluralidad de sustratos
separados por un medio transmisor de la luz, estando localizadas las
superficies de datos sustancialmente transmisoras de la luz sobre
superficies del sustrato que descansan adyacentes al medio de
transmisión de la luz. Para mejorar la capacidad de leer claramente
los datos sobre las diferentes capas, los documentos enseñan a
configurar las superficies de datos de tal modo que la diferencia de
longitudes de las trayectorias ópticas entre los suelos y los
surcos de pista sobre una superficie son iguales para ambas
superficies de datos. Esto se consigue haciendo la diferencia en
elevación entre la porción de suelo y las marcas de pista no de
datos mayor sobre la superficie de datos del lado del medio
transmisor de la luz más distante de la superficie de incidencia de
la luz que sobre la superficie de datos más cerca de la superficie
de entrada de la luz láser. El documento JP
11-096604 A describe un método para ejecutar
correctamente una operación de detección concerniente a la marca de
sincronización tal como una fina marca de reloj, formando
previamente una pista, sobre la cual se grabarán los datos, y
ondulando esta pista por una señal de modulación de dirección
durante el corte del área del surco con una señal de ondulación, en
la cual las direcciones absolutas están moduladas en
frecuencia.
El documento JP 11 120617 A que sirve de base
para el preámbulo de las reivindicaciones independientes, describe
discos híbridos de dos y tres capas con un tipo de capa HD de
blu-ray sobre la cara de incidencia del disco y
capas adicionales en el formato DVD-R y
CD-R, en el que la profundidad del surco de la capa
del DVD-R es menor que la profundidad del surco de
la capa del CD-R.
El documento
EP-A2-0 838 808 describe pistas
onduladas con desplazamientos de fase predeterminados en la
ondulación.
El documento WO 00/45381 A describe pistas
onduladas con variaciones secundarias en la forma de desplazamientos
transversales radiales de la pista.
La invención se define en las reivindicaciones
adjuntas.
El disco óptico multicapa de acuerdo con la
presente invención es un disco óptico multicapa que incluye una
pluralidad de capas de almacenamiento de información en el cual se
graba la información y/o se reproduce por una cabeza óptica, en el
que la pluralidad de capas de almacenamiento de información se
apilan a través de capas intermedias, incluyendo cada una de las
capas de almacenamiento de información un surco de pista ondulante,
y factores de forma del surco de la pista de al menos una capa de
almacenamiento de información de la pluralidad de capas de
almacenamiento de información que son diferentes de los factores de
forma de los surcos de pista de las otras capas de almacenamiento
de información.
En la invención, los factores de forma del surco
de la pista incluyen la amplitud de ondulación del surco de la
pista a lo largo de la dirección radial del disco, la profundidad
del surco de la pista y/o el ángulo de la pendiente de la pared
lateral del surco de la pista.
En la invención, se da un valor diferente para
cada uno de los factores de forma del surco de la pista para cada
una de las capas de almacenamiento de información y por lo tanto se
ajusta la amplitud de la señal de lectura causada por la ondulación
del surco de la pista.
En una realización preferible, los factores de
forma del surco de la pista se ajustan de tal modo que las
proporciones CN relacionadas con las amplitudes de las señales de
lectura causadas por la ondulación de los surcos de pista de la
pluralidad de capas de almacenamiento de información tienen
sustancialmente los mismos valores y las variaciones en las
proporciones CN se ajustan para que estén dentro del 30% entre las
capas de almacenamiento de información.
En una realización preferible adicional, la
ondulación del surco de la pista contiene una componente de
frecuencia básica, que oscila en casi un ciclo único usado para la
reproducción de una señal de reloj.
En una realización preferible adicional, la
ondulación del surco de la pista exhibe una forma que varía de
acuerdo con la sub-información y contiene una
componente de frecuencia más alta que la componente de frecuencia
básica.
En una realización preferible adicional, la
sub-información contiene información posicional que
indica las direcciones sobre el disco.
En una realización preferible adicional, la
forma de la ondulación del surco de la pista incluye una combinación
de una onda sinusoidal y/o generalmente una forma de onda
rectangular.
En una realización preferible adicional, la
amplitud de ondulación de la forma de onda rectangular se fija para
que sea mayor que la amplitud de ondulación de la onda
sinusoidal.
El método para producir un disco óptico
multicapa de acuerdo con la presente invención es un método para
producir un disco óptico multicapa que incluye una pluralidad de
capas de almacenamiento de información que comprende una etapa de
masterización para preparar una pluralidad de conformadores de metal
y una etapa de duplicado para producir un sustrato sobre el cual se
transfiere el patrón deseado usando la pluralidad de conformadores
de metal y formando capas de almacenamiento de información que se
pueden grabar/reproducir, en el que en la etapa de masterización,
se producen una pluralidad de conformadores de metal para la
pluralidad de capas de almacenamiento de información que tienen una
forma que especifica un surco de pista cuyos factores de forma
difieren de una capa de almacenamiento de información a la otra.
En una realización preferida, la etapa de
masterización incluye una etapa para preparar una pluralidad de
sustratos a los cuales se aplica un material fotosensible, una etapa
de grabación para formación de una imagen latente de un patrón que
incluye un surco de pista ondulante irradiando un área seleccionada
del material fotosensible con la luz de grabación, una etapa de
desarrollo para producir una pluralidad de discos originales que
tienen el patrón descrito anteriormente desarrollando el material
fotosensible, y una etapa de producir una pluralidad de
conformadores de metal en base a la pluralidad de discos originales,
en el que en la etapa de grabación, se cambia la cantidad de
desviación de la luz de grabación a lo largo de la dirección radial
del disco para cada uno de los substratos y por lo tanto se cambia
la amplitud de oscilación del surco de pista para cada una de las
capas de almacenamiento de información.
En una realización preferida, la etapa de
masterización incluye una etapa para preparar una pluralidad de
sustratos a los cuales se aplica un material fotosensible, una etapa
de grabación para la formación de una imagen latente de un patrón
que incluye un surco de pista ondulante irradiando un área
seleccionada del material fotosensible con la luz de grabación, una
etapa de desarrollo para producir una pluralidad de discos
originales que tienen el patrón descrito anteriormente
desarrollando el material fotosensible, y una etapa de producir una
pluralidad de conformadores de metal en base a la pluralidad de
discos originales, en el que en la etapa de grabación, se cambia el
grosor del material fotosensible para cada uno de la pluralidad de
conformadores de metal.
En una realización preferida, la etapa de
masterización incluye una etapa para preparar una pluralidad de
sustratos a los cuales se aplica un material fotosensible, una etapa
de grabación para formación de una imagen latente de un patrón que
incluye un surco de pista ondulante irradiando un área seleccionada
del material fotosensible con la luz de grabación, una etapa de
desarrollo para producir una pluralidad de discos originales que
tienen el patrón descrito anteriormente desarrollando el material
fotosensible, y una etapa de producir una pluralidad de
conformadores de metal en base a la pluralidad de discos originales,
en el que se cambia el ángulo de la pendiente de la pared lateral
del surco de la pista para cada uno de la pluralidad de
conformadores metálicos.
En una realización preferida, el ángulo de la
pendiente de la pared lateral del surco de pista se cambia aplicando
un proceso de calentamiento al disco original después de la etapa
de desarrollo.
En una realización preferida, el ángulo de la
pendiente de la pared lateral del surco de la pista se cambia
aplicando un procesamiento de plasma al conformador de metal después
de la etapa de masterización y antes de la etapa de
duplicación.
En una realización preferida, se usa argón y/o
oxígeno para el procesamiento de plasma.
En una realización preferida, la luz de
grabación se desvía de acuerdo con un patrón que combina una forma
de onda sinusoidal y una forma de onda rectangular en la etapa de
grabación.
En una realización preferida, la cantidad de
desviación de la luz de grabación se cambia entre la sección de la
forma de onda sinusoidal y la sección de la forma de onda
rectangular.
La Figura 1 es una vista esquemática que ilustra
una estructura de un disco óptico convencional;
la Figura 2 es una vista esquemática que ilustra
un surco de pista de un disco óptico multicapa de acuerdo con la
presente invención;
la Figura 3 ilustra los detalles del surco de la
pista descrito anteriormente;
la Figura 4 es una vista de la sección
transversal que muestra una estructura de la primera realización de
un disco óptico multicapa de acuerdo con la presente invención;
la Figura 5 es una vista plana que ilustra
patrones de ondulación de los surcos de pistas de la primera
realización;
la Figura 7 es una vista de las secciones del
proceso que ilustra un método para producir un disco óptico
multicapa de acuerdo con la primera realización;
la Figura 8 es una vista de las secciones del
proceso que ilustra una primera etapa de duplicación de acuerdo con
la primera realización;
la Figura 9 es una vista de las secciones del
proceso que ilustra la segunda etapa de duplicación de acuerdo con
la primera realización;
la Figura 10 es una vista de la sección
transversal que muestra una estructura de una segunda realización
de un disco óptico multicapa de acuerdo con la presente
invención;
la Figura 11 es una gráfico que ilustra la
relación entre la profundidad de un surco de pista y la amplitud de
la señal;
la Figura 12 es una vista de la sección
transversal que muestra una estructura de una tercera realización
de un disco óptico multicapa de acuerdo con la presente
invención;
la Figura 13 es una vista plana que muestra otro
ejemplo de los surcos de pista;
la Figura 14(a) es una vista plana que
muestra elementos del patrón de ondulación;
la Figura 14(b) es una vista plana que
ilustra 4 tipos de patrones de ondulación formados combinando los
elementos descritos anteriormente:
la Figura 15 ilustra una configuración básica de
un aparato capaz de identificar el tipo de patrón de ondulación en
base a la señal de ondulación cuya amplitud cambia de acuerdo con la
ondulación de un surco de pista;
la Figura 16 es un diagrama de la forma de onda
que muestra el patrón de ondulación, la señal de ondulación y la
señal de pulsos de un surco de pista; y
la Figura 17 ilustra una configuración de un
circuito que separa la señal de pulsos y la señal de reloj a partir
de una señal de ondulación.
El disco óptico multicapa de acuerdo con la
presente invención puede reproducir con precisión una señal en base
a la ondulación del surco de la pista cambiando los parámetros de la
forma (los factores de forma) del surco de la pista para cada una
de las capas de almacenamiento de información.
Con referencia ahora a los dibujos adjuntos, se
explicará con detalle a continuación la configuración de un surco
de pista del disco óptico.
Sobre el plano de grabación 1 del medio de disco
óptico de acuerdo con la presente invención, se forma el surco de
pista 2 en una forma de espiral como se muestra en la figura 2. La
Figura 3 muestra una vista aumentada de parte del surco de la pista
2. En la Figura 3, el centro del disco (no mostrado) existe por
debajo del surco de la pista 2 y se indica la dirección radial del
disco por la flecha a. La flecha b apunta a la dirección en la cual
se mueve la proyección luminosa del rayo de luz de
lectura/escritura, que se forma sobre el disco, a medida que gira
el disco. En la descripción siguiente, la dirección paralela a la
flecha a se denominará en este documento como la "dirección
radial del disco" (o "dirección radial" simplemente),
mientras que una dirección paralela a la flecha b se denominará en
este documento como la "dirección de seguimiento".
En un sistema de coordenadas en el cual la
proyección luminosa del rayo de luz se supone que se forma en una
posición fija sobre el disco, la parte del disco irradiada con el
rayo de luz (el cual se denominará en este documento como "parte
irradiada del disco") se mueve en dirección opuesta a la flecha
b.
En adelante en este documento, se considerará el
sistema de coordenadas X-Y ilustrado en la Figura 3.
En un disco óptico de acuerdo con la presente invención, la
coordenada Y de una posición sobre la cara lateral 2a ó 2b del
surco de la pista cambia periódicamente a medida que aumenta la
coordenada X del mismo. Tal desplazamiento posicional periódico
sobre la cara lateral del surco 2a ó 2b se denominará en este
documento como "ondulación" del surco de la pista 2. Un
desplazamiento en la dirección apuntada por la flecha a se
denominará en este documento como un "desplazamiento radialmente
hacia el exterior", mientras que un desplazamiento den la
dirección opuesta a la flecha se denominará en este documento como
un "desplazamiento radialmente hacia el interior". También, en
la Figura, un periodo de ondulación se identifica por "T". La
frecuencia de ondulación es inversamente proporcional al periodo de
ondulación T y es proporcional a la velocidad lineal de la
proyección luminosa del rayo de luz sobre el disco.
En el ejemplo ilustrado, el ancho del surco de
la pista 2 es constante en la dirección de seguimiento (como se
indica por la flecha b). Por consiguiente, la cantidad a la cual se
desplaza la posición sobre la cara lateral 2a ó 2b del surco de la
pista 2 en la dirección radial del disco (como se indica por la
flecha a) es igual a la cantidad a la cual se desplaza la posición
correspondiente sobre la línea central del surco de la pista 2
(como se indica por la línea discontinua) en la dirección radial del
disco. Por esta razón el desplazamiento de la posición sobre la
cara lateral del surco de la pista en la dirección radial del disco
se denominará en este documento simplemente como el
"desplazamiento del surco de la pista" o la "ondulación del
surco de la pista". Debería observarse, sin embargo, que la
presente invención no está limitada a esta situación particular
donde la línea central y las caras laterales 2a y 2b del surco de la
pista 2 oscilan en la misma cantidad en la dirección radial del
disco. Como alternativa, el ancho del surco de la pista 2 puede
cambiar en la dirección de seguimiento. O puede que la línea central
de surco 2 no oscile sino que sólo oscilen las caras laterales del
surco de la pista.
El disco óptico de la presente invención
comprende una pluralidad de capas de almacenamiento de información
y el surco de la pista ondulante anteriormente descrito se forma
sobre cada una de las capas de almacenamiento de información. Una
característica principal del disco multicapa de la presente
invención es que los factores de forma de un surco de pista no son
uniformes sino diferentes entre sí para cada capa de almacenamiento
de información.
A continuación se explicarán más específicamente
realizaciones en las cuales se ajustan los tres tipos de parámetros
de forma de un surco de pista.
Realización
1
En primer lugar con referencia a las Figuras 4 y
5, se explicará una primera realización de un disco óptico.
Como se muestra en la Figura 4, el disco óptico
multicapa de acuerdo con esta realización es un disco óptico
multicapa que incluye una pluralidad de capas de almacenamiento de
información en las cuales se graba y/o se reproduce la información
por una cabeza óptica. La pluralidad de capas de almacenamiento de
información están apiladas a través de capas intermedias y cada una
de las capas de almacenamiento de información tiene una superficie
con un surco de pista ondulante y una capa de almacenamiento. La
Figura 5 muestra cómo oscilan los surcos de pista. El ancho del
surco de la pista es aproximadamente de 0,1 a 0,25 \mum y la
profundidad es aproximadamente de 10 a 25 nm.
De nuevo nos referiremos a la Figura 4. Más
específicamente, el disco óptico de esta realización comprende una
hoja de policarbonato (80 \mum de espesor) 301, una primera capa
de resina curable por rayos UV (10 \mum de espesor) 302, una
primera capa de almacenamiento de información semitransparente (de
10 \mum de espesor) 303, una segunda capa de resina curable por
rayos UV (de 20 a 40 \mum de espesor) 306, una segunda capa de
almacenamiento de información 304 y un sustrato de policarbonato
305, en orden desde la cara sobre la cual se sitúa la cabeza
óptica.
La primera capa de resina curable por rayos UV
302 tiene surcos de pista con espaciamientos de pista de 0,32
\mum aproximadamente y los hoyos se forman en el área interior. La
localización de los hoyos representa una información que no se
pueda reescribir.
Tanto la primera capa de almacenamiento de
información 303 como la segunda capa de almacenamiento de
información 304 contienen materiales de grabación por cambio de
fase compuestos principalmente de GeTeSb.
La segunda capa de resina curable por rayos UV
306 adhiere la primera capa de almacenamiento de información 303 y
la segunda capa de almacenamiento de información 304, y también
funciona como una capa intermedia que separa las dos capas de
almacenamiento de información.
Sobre un primer plano del sustrato de
policarbonato 305, se forman los surcos de pista con espaciamientos
de 0,32 \mum aproximadamente en forma de espiral o de forma
concéntrica y se proporcionan hoyos que no se pueden reescribir en
el área interior del disco.
La grabación/reproducción de la segunda capa de
almacenamiento de información 304 por irradiación con un rayo láser
se conduce a través de la primera capa de almacenamiento de
información 303. De este modo, la primara capa de almacenamiento de
información 303 tiene una transmitancia de aproximadamente el 50%
con respecto al rayo láser utilizado para la
grabación/reproducción.
Los diversos tamaños de características tales
como el grosor de cada una de las capas, la anchura y profundidad
de cada uno de los surcos de pista no reflejan sus tamaños reales.
Por ejemplo, la profundidad del surco de la pista no es más que una
fracción de una longitud de onda del rayo láser utilizado para
grabación/reproducción, mientras que el grosor de la segunda capa
de resina curable por rayos UV 306 (esto es, la distancia entre las
capas de información superior e inferior) varía desde varias decenas
de veces a incluso 100 veces la longitud de onda descrita
anteriormente.
Una característica del disco óptico de esta
realización es que la amplitud de la ondulación de un surco de
pista de la primera capa de almacenamiento de información 303 es
diferente de la amplitud de la ondulación de un surco de pista de
la segunda capa de almacenamiento de información 304. Este punto se
explicará con más detalle más adelante.
Los surcos de pista de las respectivas capas de
almacenamiento de información 303 y 304 oscilan en una forma de
onda casi sinusoidal a una frecuencia única como se muestra en la
Figura 5. La frecuencia de la señal de reloj se define en base a
esta frecuencia. Esto es, la frecuencia de ondulación del surco de
la pista representa la información de reloj. En este punto, la
"amplitud de ondulación" del surco de la pista se refiere a la
amplitud de la ondulación medida a lo largo de la dirección radial
del disco.
La información de reloj descrita anteriormente
se reproduce por la cabeza óptica con una apertura numérica de
0,85, que emite un rayo láser con una longitud de onda de 405 nm.
Más especialmente, el rayo láser reflejado del disco óptico se
detecta por un área de foto-detección dividida en
dos porciones a la derecha y a la izquierda con respecto a la
dirección de la pista para producir una diferencia entre las dos
señales (señal push/pull). Esta señal push-pull se
usa para controlar un reproductor óptico de tal modo que la
proyección luminosa del rayo de láser mantiene el seguimiento del
surco de la pista. La señal de push-pull incluye una
componente de frecuencia que sigue la ondulación del surco de la
pista, pero la banda de frecuencia de la ondulación es mayor que la
banda de frecuencia de la componente de señal, lo cual es importante
en el control del seguimiento. De este modo, aplicando el filtrado
adecuado de la señal de push-pull hace posible
separar/detectar la información de reloj. Es posible proporcionar
una porción donde el surco de pista rompe en alguna región del surco
de la pista para grabar información distinta que la información de
reloj en esa porción.
En esta realización, como se muestra en la
Figura 6, las dos capas de almacenamiento de información tienen
espaciamientos idénticos de los surcos de pista (espaciamiento de
pistas), pero la amplitud de ondulación W1 del surco de la pista de
la primera capa de almacenamiento de información 303 y la amplitud
de ondulación W2 del surco de la pista de la segunda capa de
almacenamiento de información 304 son diferentes.
Como un ejemplo comparativo, asumiendo que las
cantidades de ondulación de las capas de almacenamiento de
información respectivas W1 y W2 son equivalentes a aproximadamente
el 4% del espaciamiento de los surcos de pista, la proporción de la
intensidad de la luz reflejada que se refleja por la primera capa de
almacenamiento de información 303 y se detecta por el área de
foto-detección de la cabeza óptica respecto a la
intensidad de la luz láser incidente desde la cabeza óptica fue
aproximadamente del 7%, mientras que la proporción de la intensidad
de luz reflejada que se refleja por la segunda capa de
almacenamiento de información 304 y se detecta por el área de
foto-detección de la cabeza óptica fue
aproximadamente del 5%.
Además, cuando se graban/reproducen los datos en
la segunda capa de almacenamiento de información 304, como existe
la primera capa de almacenamiento de información 303 en la
trayectoria del rayo láser, la señal óptica reflejada por la
segunda capa de almacenamiento de información 304 incluye el ruido
causado por la presencia de la primera capa de almacenamiento de
información 303.
De este modo, cuando la intensidad de la luz
reflejada desde la segunda capa de almacenamiento de información
304 disminuye y aumenta el ruido, la proporción CN de la señal
reproducida disminuye. Además, la lectura satisfactoria de la
información de reloj en base a la ondulación del surco de la pista
requiere una proporción de CN de 30 dB o más. La relación entre la
amplitud de ondulación del surco de la pista W y la proporción CN se
muestra en la Tabla 1.
Como se aprecia de la Tabla 1, cuando tanto la
amplitud de ondulación del surco de la pista W2 de la segunda capa
de almacenamiento de información 304 como la amplitud de ondulación
de la ondulación del surco de la pista W1 de la primera capa de
almacenamiento de información 303 se fijan igualmente a 10nm, la
proporción de CN de la señal reproducida desde la segunda capa de
almacenamiento de información 304 cayó por debajo de 30 dB. Sin
embargo, cuando la amplitud de ondulación W1 se fijo a 10 nm y la
amplitud de ondulación W2 se fijó a 15 nm, se obtuvo una proporción
CN de 33 dB para las señales reproducidas desde ambas capas de
almacenamiento de información.
Si hay una diferencia considerable en la
cantidad de luz reflejada por las respectivas capas de
almacenamiento de información y se detecta por el área de
foto-detección de la cabeza óptica dependiendo de
las capas de almacenamiento de información, se produce un problema
cuando el punto focal de la cabeza óptica se mueve entre dos capas
de almacenamiento de información cuando se leen/escriben datos
a/desde las diferentes capas de almacenamiento de información. Para
evitar este problema, es deseable ajustar la cantidad de luz
detectada de tal modo que la cantidad de luz con respecto a la capa
de almacenamiento de información en donde la cantidad de luz
detectada alcanza un máximo no sea más del doble de la cantidad de
luz con respecto a la capa de almacenamiento de información cuando
la cantidad de luz detectada alcanza un mínimo.
Es preferible ajustar una variación en la
proporción CN con respecto a la amplitud de la señal reproducida
causada por la ondulación del surco de la pista para que esté dentro
del 30% entre las capas de almacenamiento de información.
A continuación, se explicará el método de
producción del disco óptico multicapa de esta realización con
referencia a la Figura 7.
En primer lugar, se limpian un primer sustrato
de cristal (grosor: por ejemplo aproximadamente 6 mm) 501 y un
segundo substrato de cristal 502 (grosor: por ejemplo
aproximadamente 6 mm). A continuación, se preparan un primer disco
original 503 con una película fotosensible (grosor: aproximadamente
de 10 a 40 mm) aplicada sobre el primer sustrato de cristal 501 y
un segundo disco original 504 con una película fotosensible (grosor,
aproximadamente de 10 a 40 mm) aplicada sobre el segundo sustrato
de cristal 502. Las películas fotosensibles formadas sobre los
sustratos de cristal 501 y 502 sustancialmente tienen el mismo
grosor.
A continuación, se dirigen las etapas de
grabación/desarrollo de transferencia de patrones predeterminados a
los dos discos maestros 503 y 504. Más específicamente, se enfoca un
rayo láser de una longitud de onda de 248 nm sobre la película
fotosensible para su exposición. A medida que giran los discos
maestros 503 y 504, la posición de la proyección luminosa del rayo
de luz láser sobre la película fotosensible se desplaza en la
dirección radial del disco. Este desplazamiento periódico se produce
desviando el rayo láser. De este modo, se transfiere un patrón de
un surco de pista ondulante a la película fotosensible. Por cierto,
modulando la intensidad del rayo láser se hace posible no sólo
parar la formación del surco de la pista sino también controlar la
forma física tal como el ancho del surco de la pista. De este modo,
se transfiere el patrón deseado incluyendo el surco de pista a la
película fotosensible como una imagen latente. A continuación, se da
el patrón predeterminado a la película fotosensible después del
desarrollo y se producen un primer disco original 505 y un segundo
disco original 506.
Se deposita una fina película de Ni sobre los
discos originales 505 y 506 usando un método de erosión catódica
(sputtering). A continuación, se realiza la
electro-deposición del Ni usando la fina película de
Ni como electrodo y se forma una capa de Ni de aproximadamente 300
\mum de grosor. Después de eliminar la capa de Ni de los discos
originales 505 y 506, se elimina la película fotosensible adherida a
la capa de Ni y se pule la parte posterior de la capa de Ni. Las
partes innecesarias que definen el diámetro interior y el diámetro
exterior del disco se troquelan de esta capa de Ni y se producen un
primer estampador 507 y un segundo estampador 508 que funcionan como
conformadores de metal de los discos ópticos (etapa de
masterización).
A continuación, se produce un primer sustrato
509 sobre el cual se forma una primera capa de almacenamiento de
información usando el primer estampador 507. Esta etapa (primera
etapa de duplicación) se explicará con referencia a la Figura
8.
En primer lugar se producirá un sustrato de
policarbonato original 601 moldeando por inyección usando el primer
estampador 507. Se transfiere el patrón
convexo-cóncavo del primer estampador 507 a la
superficie del sustrato original 601. Se deposita una película de
aluminio sobre la superficie transferida del patrón del sustrato
original 601 usando el método de erosión catódica.
Por otra parte, se prepara una hoja circular 602
hecha de una hoja de policarbonato de aproximadamente 80 \mum de
grosor y se descarga resina curable por rayos UV sobe esta hoja
circular 602 en una forma de rosco.
A continuación se deposita la hoja circular 602
sobre el sustrato original 601 con la superficie sobre la cual se
formó la película de aluminio enfrentándose a la hoja circular 602.
Girando el sustrato original 601, se elimina la resina curable por
rayos UV mediante una fuerza centrífuga. De este modo, el grosor de
la resina curable por rayos UV entre el sustrato original 601 y la
hoja 602 se ajusta a aproximadamente 10 \mum.
Después de endurecer la resina curable por rayos
UV por irradiación con rayos ultravioleta, la resina curable por
rayos UV endurecida y la hoja 602 se eliminan del sustrato maestro
601. La resina curable por rayos UV y la hoja de película 602 se
pegan para constituir un sustrato de hoja 603. Sobre la superficie
de este sustrato de hoja 603, se transfiere el patrón del primer
estampador 507.
Sobre la superficie con el patrón transferido
del sustrato de hoja 603, se depositan, una primera película de
dieléctrico (grosor: aproximadamente de 50 a 1000 nm) 604, una
película de grabación (grosor: aproximadamente de 3 a 50 nm) 605,
una segunda película de dieléctrico (grosor: aproximadamente de 50 a
1000 nm) 606 y una película de metal reflectante (grosor:
aproximadamente de 0 a 40 nm) 607 en este orden. La película de
metal reflectante puede omitirse. Tanto la primera película de
dieléctrico 604 como la segunda película de dieléctrico 606 están
hechas de un material predominantemente compuesto de ZnS y se forma
la película de grabación 605 de un material de grabación por cambio
de fase predominantemente compuesta de GeTeSb. La película de metal
reflectante 607 está hecha de una película de aleación de Ag y tiene
un grosor, que la hace semitransparente al rayo láser utilizado
para grabación/reproducción. Todas las capas que constituyen esta
multicapa (película de grabación de información) se depositan
preferiblemente usando un método de erosión catódica.
La película de grabación 605 formada usando el
método de erosión catódica está en un estado amorfo inmediatamente
después de la formación de la película. Para iniciar la grabación de
la película 605, se enfoca un rayo láser y se incide sobre la
película de grabación 605 para cristalizar la película de grabación
605. El primer sustrato 509 se produce de este modo.
A continuación, se producirá un segundo sustrato
510 usando el segundo estampador descrito anteriormente 508. Esta
etapa (segunda etapa de la duplicación) se explicará con referencia
a la Figura 9.
\newpage
En primer lugar, se producirá un sustrato de
policarbonato original 701 de aproximadamente 1,1 mm de espesor por
moldeado de inyección usando el segundo estampador 508. El patrón
convexo-cóncavo del segundo estampador 508 se
transfiere a la superficie del sustrato original 701.
Sobre la superficie con el patrón transferido
del sustrato original 701, se depositan, una película de metal
reflectante 705, una segunda película de dieléctrico 704, una
película de grabación 703 y una primera película de dieléctrico 702
por este orden. Estas multicapas (películas de grabación de
información) preferiblemente se forman usando un método de erosión
catódica.
La película de metal reflectante 705 está hecha
de una película de metal predominantemente compuesta de aluminio y
la primera capa de dieléctrico 702 y la segunda capa de dieléctrico
704, se forman de una película predominantemente compuesta de ZnS.
La película de grabación 703 se forma de un material de grabación
por cambio de fase principalmente compuesto de GeTeSb. Todas estas
capas que constituyen la multicapa (película de grabación de
información se depositan) preferiblemente usando un método de
erosión catódica.
Como en el caso con el primer sustrato, se
condensa un rayo láser y se irradia sobre la película de grabación
703 para cristalizar e iniciar la grabación de la película 703. El
segundo sustrato 510 se produce de este modo.
De nuevo haremos referencia a la Figura 7.
Se descarga de forma concéntrica la resina
curable por rayos UV sobre la superficie sobre la cual se forma la
capa de almacenamiento de información del primer sustrato 509. A
continuación, se deposita el sustrato con la primera capa de
almacenamiento de información sobre el sustrato 510 con la segunda
capa de almacenamiento de información de tal modo que la superficie
sobre la cual se forma la capa de almacenamiento de información del
sustrato 510 se enfrenta al sustrato con la capa de almacenamiento
de información. Girando estos sustratos y desprendiéndose la resina
extra curable por rayos UV por una fuerza centrífuga, el grosor de
la resina curable por rayos UV se ajusta para que sea de
aproximadamente 20 a 40 \mum.
Endureciendo la resina curable por rayos UV por
radiación con rayos ultravioleta, ambos sustratos se pegan juntos y
se forma una capa intermedia para separar ambas capas de
almacenamiento de información. El disco óptico multicapa 511 que
tiene dos capas de almacenamiento de información se forma de este
modo.
Por cierto, la figura muestra que la posición
del surco de la pista de la capa de almacenamiento de información
superior se alinea perfectamente con la posición del surco de la
pista de la capa de almacenamiento de información inferior, pero
esto no se requiere en la práctica. Como el control de seguimiento
se realiza para cada una de las capas de almacenamiento de
información, las posiciones de los surcos de pista no necesitan
tener una relación específica mutua entre las diferentes capas de
almacenamiento de información.
Esta realización requiere que la amplitud de
ondulación de un surco de pista debería diferir de una capa de
almacenamiento de información a la otra. De este modo, la cantidad
de desviación del rayo láser se diferencia entre la etapa de
grabación de un patrón de surco de pista sobre la lámina
fotosensible sobre el primer disco original 505 y la etapa de
grabación de un patrón de surco de pista sobre la película
fotosensible sobre el segundo disco original 506. Más
específicamente, la cantidad de desviación del rayo láser se ajusta
para el primer disco original 505 de modo que la amplitud de la
ondulación mostrada en la Figura 6 se hace W1. En contraste, la
cantidad de desviación del rayo láser se ajusta para el segundo
disco original 506 de modo que la amplitud de ondulación mostrada
en la Figura 1 se hace igual a W2 (\neqW1). Esto da lugar a un
primer sustrato 509 con la amplitud de ondulación del surco de la
pista ajustado a W1 y el segundo sustrato 510 con la amplitud de
ondulación del surco de la pista ajustado a W2.
\vskip1.000000\baselineskip
Realización
2
Con referencia a la Figura 10, explicaremos una
segunda realización de un disco óptico multicapa.
La estructura multicapa del disco óptico
multicapa de acuerdo con esta realización es sustancialmente
idéntica a la del disco óptico multicapa de acuerdo con la primera
realización. Sin embargo, en el caso del disco óptico de esta
realización, la profundidad D1 de un surco de pista de la primera
capa de almacenamiento de información 801 es diferente que la
profundidad D2 del surco de la pista de una segunda capa de
almacenamiento de información 802.
La Figura 11 es un gráfico que muestra la
relación entre la amplitud de la señal de lectura y la profundidad
del surco de la pista originada a partir de la ondulación del surco
de la pista asumiendo que la longitud de onda del rayo láser
emitido desde la cabeza óptica es \lambda. La profundidad del
surco de la pista se convierte a una longitud de la trayectoria
óptica. Como es evidente a partir del gráfico en la Figura 11, la
amplitud de la señal de lectura alcanza un máximo cuando la
profundidad del surco de la pisa es de \lambda/8 y la amplitud de
la señal de lectura disminuye cuando la profundidad se aproxima a
\lambda/4. La profundidad D1 del surco de la pista de la primera
capa de almacenamiento de información y la profundidad D2 del surco
de la pista de la segunda capa de almacenamiento de la información
se fijan preferiblemente a \lambda/8 o menos.
\newpage
En el caso de un disco óptico multicapa, hay una
tendencia a que el ruido incluido en la señal de lectura desde la
segunda capa de almacenamiento de información 802 se haga mayor que
el ruido incluido en la señal de lectura desde la primera capa de
almacenamiento de información 801. Asumiendo que la profundidad del
surco de la pista D1 = profundidad D2 del surco de la pista, la
proporción de intensidad del rayo láser reflejada por la primera
capa de almacenamiento de información 801 y detectada por el área de
foto-detección con respecto a la intensidad del
rayo láser incidente que sale de la cabeza óptica es aproximadamente
del 7%, mientras que la proporción de la intensidad del rayo láser
reflejado por la segunda capa de almacenamiento de información 802
y detectada por el área de foto-detección es
aproximadamente del 5%.
Una proporción CN cuando se usa una cabeza
óptica con una apertura numérica de 0,85 que emite un rayo láser
con una longitud de onda de 405 nm para realizar la
grabación/reproducción se muestra en la Tabla 2. La proporción CN
requerida es de 30 dB o mayor
Como resulta evidente a partir de la Tabla 2,
haciendo la profundidad D2 del surco de la pista de la segunda capa
de almacenamiento de información 802 aproximadamente de un 10 a un
20% mayor que la profundidad D1 del surco de la pista de la primera
capa de almacenamiento de información 801, se obtuvo casi la misma
proporción CN de 30 dB o más para ambas capas de almacenamiento de
información. Cuando la cantidad de luz reflejada por la capa de
almacenamiento de información y detectada por el área de
foto-detección de la cabeza óptica varía
considerablemente dependiendo de la capa de almacenamiento de
información, se produce un problema cuando el foco de la cabeza
óptica se mueve entre las dos capas de almacenamiento de información
cuando se realiza la grabación/reproducción sobre diferentes capas
de almacenamiento de información. Para evitar este problema, es
preferible ajustar la cantidad de luz correspondiente a la capa de
almacenamiento de información cuya cantidad de luz detectada se
hace máxima hasta no más de dos veces la cantidad de luz
correspondiente a la capa de almacenamiento de información cuya
cantidad de luz detectada se hace mínima.
A continuación, se explicará un método para
producir un disco óptico multicapa de acuerdo con esta realización.
Este método de producir un disco óptico multicapa es sustancialmente
el mismo que el método para producir un disco óptico multicapa de
acuerdo con la primera realización. Esta realización es diferente en
que el grosor de la película fotosensible formada sobre el primer
disco original y el segundo disco original se fijan a D1 y D2
(\neqD1) respectivamente.
Por cierto, es posible cambiar la profundidad
del surco de la pista para cada una de las capas de almacenamiento
de información haciendo el grosor de la película fotosensible
aplicada a los discos originales respectivos mayor que la
profundidad deseada del surco de la pista y cambiando la intensidad
del rayo láser en la etapa de exposición entre los dos discos
originales.
\vskip1.000000\baselineskip
Realización
3
Con referencia a la Figura 12, se explicará una
tercera realización de un disco óptico multicapa.
La estructura multicapa del disco óptico
multicapa de acuerdo con esta realización es sustancialmente el
mismo que la del disco óptico multicapa de acuerdo con la primera
realización. Sin embargo, en el caso del disco óptico de esta
realización el ángulo A1 de la pared lateral del surco de la pista
de la primera capa de almacenamiento de información 1001 es
diferente del ángulo A2 de la pared lateral del surco de la pista de
la segunda capa de almacenamiento de información 1002.
La señal del surco de la pista detectada en la
cabeza óptica se obtiene cuando la luz reflejada del surco de la
pista interfiere con la luz refractada por el surco de la pista
sobre el área de foto-detección de la cabeza
óptica. Cuando el ángulo de la pared lateral del surco de la pista
aumenta, este estado de interferencia cambia, teniendo por
consiguiente el efecto equivalente al efecto producido desde el
surco de la pista más superficial.
Asumiendo que el ángulo A1 de la pared lateral
del surco de la pista = el ángulo A1 de la pared lateral del surco
de la pista, la proporción de intensidad de luz reflejada por la
primera etapa de almacenamiento de información 1001 y detectada por
el área de foto-detección respecto a la intensidad
de la luz incidente desde la cabeza óptica fue aproximadamente el
7%, mientras que la proporción de la intensidad de la luz reflejada
por la segunda capa de almacenamiento de información 1002 y
detectada por el área de foto-detección fue
aproximadamente del 5%.
Asumiendo que la profundidad del surco de la
pista en las respectivas capas de almacenamiento de información es
de 17 nm, la proporción CN cuando se usa una cabeza óptica con una
apertura numérica de 0,85 que emite un rayo láser con una longitud
de onda de 405 nm para realizar la grabación/reproducción se muestra
en la Tabla 3. La proporción de CN requerida es de 30 dB o
mayor.
Como es evidente a partir de la Tabla 3,
haciendo el ángulo de la pendiente A1 de la pared lateral del surco
de la pista de la primera capa de almacenamiento de información 1001
aproximadamente 15º mayor que el ángulo de la pendiente A2 de la
pared lateral del surco de la pista de la segunda capa de
almacenamiento de información 1002, fue posible obtener casi la
misma proporción CN (33 dB) que la de la señal de lectura de la
segunda capa de almacenamiento de información 1002. De este modo,
se obtuvo casi la misma proporción CN de 30 dB o más para las
señales de lectura desde ambas capas de almacenamiento de
información.
Cuando la cantidad de luz reflejada por la capa
de almacenamiento de información y detectada por el área de
foto-detección de la cabeza óptica varía
considerablemente dependiendo de la capa de almacenamiento de
información, se produce un problema cuando el foco de la cabeza
óptica se mueve entre las dos capas de almacenamiento de
información cuando se realiza la grabación/reproducción sobre
diferentes capas de almacenamiento de información. Para evitar este
problema, es preferible ajustar la cantidad de luz correspondiente a
la capa de almacenamiento de información cuya cantidad de luz
detectada se hace máxima a no más de dos veces la cantidad de luz
correspondiente a la capa de almacenamiento de información cuya
cantidad de luz detectada se hace mínima.
A continuación, se explicara un método para
producir un disco óptico multicapa de acuerdo con esta realización.
Este método de producir un disco óptico multicapa es sustancialmente
el mismo que el método de producir un disco óptico multicapa de la
primera realización. Sin embargo, esta realización calienta el disco
original a una temperatura próxima al punto de fusión del material
fotosensible (por ejemplo, aproximadamente 120ºC) durante varios
minutos entre la etapa de exposición y desarrollo y la etapa de
recubrimiento sobre la lámina fotosensible. En esta etapa de
calentamiento, la superficie de la película fotosensible se ablanda
y la región de la superficie de la lámina fotosensible se redondea
por la tensión de superficie. Ajustando esta temperatura del
procesamiento de calentamiento y/o el tiempo del procesamiento de
calentamiento permite controlar el ángulo de la pared lateral del
surco de la pista del disco original.
Incluso después de producir el estampador,
exponer el estampador al plasma de un gas Ar permite cambiar el
ángulo de la pared lateral del surco de la pista. Esto es debido a
que el procesamiento de plasma permite al campo eléctrico
concentrarse en las esquinas del surco de la pista y permite someter
las esquinas a erosión catódica por delante de otras partes y
redondearlas. La variación en la forma de las esquinas a través de
este procesamiento depende del tiempo de procesamiento de plasma y
el estado del plasma (densidad de iones y energía de irradiación de
los iones). De este modo cambiando el tiempo de procesamiento del
plasma y la potencia aplicada utilizada para la generación del
plasma desde un estampador al otro también hace posible producir un
disco óptico multicapa de acuerdo con esta realización. Además
también es posible generar plasma usando otro gas (por ejemplo, gas
de oxígeno) en lugar del gas de Ar descrito anteriormente o en
adición al gas de Ar.
En las realizaciones mencionadas anteriormente,
los parámetros de forma tales como la amplitud de ondulación del
surco de la pista, la profundidad y el ángulo del surco de la pista
se ajustan de modo que se reduzca el ruido de la segunda capa de
almacenamiento de información. Sin embargo, el ruido de la primera
capa de almacenamiento también puede aumentar dependiendo de la
estructura o del método de producir un disco óptico multicapa. En
tal caso, también es posible ajustar los parámetros de forma del
surco de la pista de modo que se reduzca el ruido de la primera
capa de almacenamiento de información. Además, es posible no sólo
ondular ambos lados del surco de la pista sino también ondular cada
una de las caras independientemente o bien ondular sólo un lado.
\vskip1.000000\baselineskip
Realización
4
La ondulación del surco de la pista no necesita
construirse sólo de formas de onda sinusoidales. Parte de la
ondulación puede también cambiarse a una forma de onda rectangular
como se muestra en la Figura 13. Dar características distinguidas
de la forma de onda sinusoidal al surco de la pista permite grabar
una información distinta de la información de reloj
(sub-información tal como la información de
dirección) en el surco de la pista. Haciendo la magnitud de la
amplitud de la forma de onda rectangular mayor que la cantidad de
amplitud de la forma de onda sinusoidal permite detectar la
sub-información con alta calidad.
Para dar las formas como se muestran en la
Figura 13 al surco de la pista, es posible exponer la película
fotosensible descrita anteriormente a la luz usando un deflector
(por ejemplo un deflector que usa efectos electro-ópticos) que
permite a un rayo láser desviarse en una banda de frecuencia no
menor de 10 veces la frecuencia de la forma de onda sinusoidal.
A continuación, se explicará en detalle un disco
óptico especificado por una combinación de patrones de
desplazamiento de una pluralidad de tipos de estructura ondulante
de los surcos de pista con referencia a los dibujos.
La forma de la superficie del surco de pista de
acuerdo con esta realización no sólo comprende formas de onda
sinusoidales simples como se muestra en la Figura 3 ó la Figura 5
sólo, sino que también tiene una porción en la forma diferente de
la forma de onda sinusoidal al menos parcialmente. La configuración
básica de tal surco ondulante se describe en las Especificaciones
de las solicitudes de patente archivadas por el presente
solicitante (Solicitud de Patente Japonesa Nº
2000-6593, Solicitud de Patente Japonesa Nº
2000-187259 y Solicitud de Patente Japonesa Nº
2000-319009).
En este punto haremos referencia a la Figura
14(a) y la Figura 14(b). La Figura 14(a)
ilustra los cuatro tipos de elementos básicos que configuran un
patrón de ondulación del surco de la pista 2. En la Figura
14(a), se muestran porciones suaves de forma de onda
sinusoidal 100 y 101, una porción rectangular 102 con un paso de
desplazamiento radialmente hacia fuera y una porción rectangular 103
con una paso de desplazamiento radialmente hacia dentro. Combinando
estos elementos o porciones entre sí, se forman los cuatro tipos de
patrones de ondulación 104 hasta 107 mostrados en la Figura
14(b).
El patrón de ondulación 104 es una onda
sinusoidal sin porciones rectangulares. Este patrón se denominará
en este documento como una "forma de onda fundamental". Debería
observarse que la "onda sinusoidal" no está limitada en este
documento a una curva sinusoidal perfecta, sino que puede referirse
de forma amplia a cualquier onda suave.
El patrón de ondulación 105 incluye porciones
que se desplazan hacia la periferia exterior del disco más
abruptamente que el desplazamiento de la forma de onda sinusoidal.
Tales porciones se denominarán en este documento como "porciones
rectangulares desplazadas radialmente hacia fuera".
En un disco óptico real, es difícil realizar el
desplazamiento de un surco de pista en la dirección radial del
disco verticalmente a la dirección de seguimiento. Por consiguiente,
el borde formado realmente no es perfectamente rectangular. De este
modo, en el disco óptico real, un borde de una porción rectangular
puede desplazarse relativamente bruscamente en comparación con una
porción de forma de onda sinusoidal y no tiene que ser
perfectamente rectangular. Como también puede verse en la Figura
14(b), en una porción de forma de onda sinusoidal, un
desplazamiento desde la periferia más interior hacia la periferia
más exterior se completa en medio periodo de ondulación. Como para
una porción rectangular, puede terminarse un desplazamiento similar
en un cuarto o menos de un periodo de ondulación, por ejemplo,
entonces la diferencia entre estas formas es fácilmente
distinguible.
Debería observarse que el patrón de ondulación
106 se caracteriza por rectángulos desplazados radialmente hacia el
interior mientras que el patrón de la ondulación 107 está
caracterizado tanto por "rectángulos desplazados radialmente
hacia el interior" como por "rectángulos desplazados
radialmente hacia el exterior".
El patrón de ondulación 104 consiste sólo de una
forma de onda fundamental. Por consiguiente, las componentes de
frecuencia del mismo se definen por una "frecuencia
fundamental" que es proporcional a la inversa del periodo de
ondulación T. Por el contrario, las componentes de frecuencia de los
otros patrones de ondulación de 105 hasta 107 incluyen no sólo las
componentes de frecuencia fundamental sino también componentes de
alta frecuencia. Estas componentes de alta frecuencia se generan
por los desplazamientos de pasos de las porciones rectangulares de
los patrones de ondulación.
Si se adopta el sistema de coordenadas mostrado
en la Figura 3 para cada uno de estos patrones de ondulación 105
hasta 107 para representar la coordenada Y de una posición sobe la
línea central de la pista por una función de la coordenada X de la
misma, entonces la función puede expandirse en series de Fourier.
Las series de Fourier expandidas incluirán un término de una
función seno que tiene un periodo de ondulación más corto que el de
sen (2\pix/T), es decir, una componente armónica. Sin embargo cada
uno de estos patrones de ondulación incluye una componente de onda
fundamental. La frecuencia de la forma de onda fundamental se
denominará en este documento como "frecuencia de ondulación".
Los cuatro tipos de patrones de ondulación descritos anteriormente
tienen una frecuencia de ondulación común.
En la presente invención, en lugar de escribir
la información de dirección sobre el surco de la pista 2 modulando
la frecuencia de ondulación, se combinan los múltiples tipos de
ondulación entre sí, grabando por lo tanto diversos tipos de
información, incluyendo la información de dirección, sobre el surco
de la pista. Más específicamente, asignando uno de los cuatro tipos
de patrones de ondulación de 104 hasta 107 a cada una de las
secciones predeterminadas del surco de la pista, pueden grabarse
los cuatro tipos de código (por ejemplo, "B", "S",
"0" y "1", donde "B" significa información de
bloque, "S" significa información de sincronización y una
combinación de ceros y unos representa un número de dirección o un
código de detección de error del mismo).
A continuación, se describirán los fundamentos
del método inventivo para la lectura de información, que se han
grabado por la ondulación del surco de la pista, desde el disco
óptico, con referencia a las Figuras 15 y 16.
En primer lugar, nos referiremos a las Figuras
15 y 16.
La Figura 15 ilustra la porción principal de un
aparato de reproducción, mientras que la Figura 16 ilustra la
relación entre el surco de la pista y la señal de lectura.
El surco de la pista 1200 ilustrado
esquemáticamente en la Figura 16 se escanea por un rayo láser de
lectura 1201 de modo que la proyección luminosa del mismo se mueve
en la dirección apuntada por la flecha. El rayo láser 1201 se
refleja desde el disco óptico para formar la luz reflejada 1202, que
se recibe en los detectores 1203 y 1204 del aparato de reproducción
mostrado en la Figura 15. Los detectores 1203 y 1204 están
espaciados entre sí en la dirección correspondiente a la dirección
radial del disco y cada uno de ellos saca un voltaje
correspondiente a la intensidad de la luz recibida. Si la posición
en la cual se irradian los detectores 1203 y 1204 con la luz
reflejada 1202 (es decir la posición en la cual se recibe la luz) se
desplaza hacia uno de los detectores 1203 y 1204 con respecto a la
línea central que separa los detectores 1203 y 1204 entre sí,
entonces se crea una diferencia entre las salidas de los detectores
1203 y 1204 (que es la "detección diferencial de push/pull").
Las salidas de los detectores 1203 y 1204 se introducen al circuito
diferencial 1205, donde se realiza una sustracción de las mismas.
Como resultado se obtiene una señal correspondiente a la forma de
ondulación del surco 1200 (es decir, una señal de ondulación 1206).
La señal de ondulación 1206 se introduce y se diferencia por un
filtro paso alto (HPF) 1207. Como resultado, las suaves componentes
fundamentales que se han incluido en la señal de ondulación 1206 se
atenúan y se obtiene en cambio una señal de pulsos 1208 que incluye
las componentes de pulsos correspondientes a las porciones
rectangulares con los gradientes de pasos. Como puede verse en la
Figura 16, la polaridad de cada uno de los pulsos en la señal de
pulsos 1208 depende de la dirección de desplazamiento del paso
asociado del surco 1200. Por consiguiente el patrón de ondulación
del surco 1200 es identificable por la señal de pulsos 1208.
A continuación, refiriéndonos a la Figura 17, se
ilustra una configuración del circuito de ejemplo para generar la
señal de pulsos 1208 y la señal de reloj 1209 a partir de la señal
de ondulación 1206 mostrada en la Figura 16.
En la configuración de ejemplo ilustrada en la
Figura 17, la señal de ondulación 1206 se introduce a los filtros
paso banda primero y segundo BPF1 BPF2, que generan las señales de
pulsos y de reloj 1208 y 1209, respectivamente.
Suponiendo que la frecuencia de ondulación de la
pista es fw (Hz), el primer filtro paso banda BPF1 puede ser un
filtro que tiene tal característica que la ganancia del mismo (es
decir, la transmitancia) alcanza su pico a una frecuencia de 4 fw a
6 fw (por ejemplo, 5 fw). En un filtro como este, la ganancia del
mismo preferiblemente aumenta a una tasa de 20 dB/dec, por ejemplo,
en un rango desde las bajas frecuencias a la frecuencia de pico, y
a continuación disminuye abruptamente (por ejemplo a una tasa de 60
dB/década) en una banda de frecuencia que excede la frecuencia de
pico. De este modo, el primer filtro paso banda BPF1 puede generar
de forma apropiada la señal de pulsos 1208, que representa las
porciones de cambio de forma rectangular de la ondulación de la
pista, a partir de la señal de ondulación 1206.
Por otra parte, el segundo filtro paso banda
BPF2 tiene tal característica de filtrado que la ganancia del mismo
es elevada en una banda de frecuencias predeterminada (por ejemplo
en una banda que varía desde 0,5 fw a 1,5 fw y que incluye la
frecuencia de ondulación fw en el centro) pero es pequeña a otras
frecuencias. El segundo filtro paso banda BPF2 como este puede
generar una señal de onda sinusoidal, que tiene una frecuencia
correspondiente a la frecuencia de ondulación de la pista, como la
señal de reloj 1209.
El surco de pista en esta realización tiene la
forma ondulada complicada mencionada anteriormente, y por lo tanto
si la proporción CN de la señal reproducida desde una de las dos
capas de almacenamiento de información se reduce en comparación con
la proporción CN de la señal reproducida desde la otra, ni la señal
de reloj ni la información de dirección, etc, pueden reproducirse
de forma precisa.
De este modo como se explica con respecto a las
Realizaciones 1 a 3, ajustando los factores de forma del surco de
la pista capa por capa, es posible optimizar la proporción CN de la
señal de lectura.
La presente invención no está limitada a un
disco óptico multicapa que tiene dos capas de almacenamiento de
información, sino que también es aplicable a un disco óptico
multicapa que tiene tres o más capas de almacenamiento de
información. Además, los factores de forma del surco de la pista no
están limitados a los elementos mencionados anteriormente, ni el
método de cambiar cada uno de los factores de forma para cada una de
las capas de información está limitado al método mencionado
anteriormente. Además, la combinación de una pluralidad de factores
de forma explicados en las Realizaciones de 1 a 3 también puede
cambiarse para cada una de las capas de almacenamiento de
información.
La presente invención proporciona un tipo de
disco óptico multicapa que graba información en la ondulación de
los surcos de la pista, cambia elementos para cambiar la amplitud de
la señal con respecto al grado de modulación de la señal de acuerdo
con la ondulación del surco de la pista, esto es, la amplitud de la
señal con respecto a la cantidad de luz reflejada (factores de
forma del surco de la pista) para cada una de las capas de
almacenamiento de información, y por tanto puede leer la información
grabada de acuerdo con la ondulación del surco de la pista con una
proporción CN satisfactoria.
Claims (16)
1. Un disco óptico multicapa que comprende:
una pluralidad de capas de información, que
incluyen
una primera capa de almacenamiento de
información (303, 801, 1001) incluyendo un primer surco de pista
ondulante que tiene una primera amplitud de ondulación (W1), una
primera profundidad (D1), y un primer ángulo de pendiente de la
pared lateral (A1); y
una segunda capa de almacenamiento de
información (304, 802, 1002) localizada más lejos de la superficie
incidente de la luz del disco óptico multicapa, incluyendo la
segunda capa de almacenamiento de información (304, 802, 1002) un
segundo surco de pista ondulante que tiene una segunda amplitud de
ondulación (W2), una segunda profundidad (D2) y un segundo ángulo
de la pendiente de la pared lateral (A2),
en el que al menos se satisface una de las tres
condiciones siguientes:
1) W1 < W2
2) D1 < D2, y
3) A1 > A2
en el que
se da un valor diferente a cada uno de los
factores de forma, amplitud de oscilación, profundidad del surco y
ángulo de la pendiente de la pared lateral de dicho surco de pista
para cada una de las capas de almacenamiento de información.
\vskip1.000000\baselineskip
2. El disco óptico multicapa de acuerdo con la
reivindicación 1,
en el que los factores de forma, de dicho surco
de pisa se ajustan de tal modo que las proporciones CN relativas a
las amplitudes de la señal de lectura causadas por la ondulación de
dichos surcos de pista de dicha pluralidad de capas de
almacenamiento de información tienen sustancialmente los mismos
valores, por los cuales se ajustan las proporciones CN dentro del
30% entre las capas de almacenamiento de información.
\vskip1.000000\baselineskip
3. El disco óptico multicapa de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2,
en el que la ondulación de dicho surco de pista
contiene un componente de frecuencia básica, que es adecuada para
ser utilizada para la reproducción de una señal de reloj.
\vskip1.000000\baselineskip
4. El disco óptico multicapa de acuerdo con la
reivindicación 3,
en el que la ondulación de dicho surco de pista
exhibe una forma que varía de acuerdo con una
sub-información y contiene una componente de
frecuencia más alta que dicha componente de frecuencia básica.
\vskip1.000000\baselineskip
5. El disco óptico multicapa de acuerdo con la
reivindicación 4,
en el que dicha sub-información
contiene información de posición indicando la dirección sobre el
disco.
\vskip1.000000\baselineskip
6. El disco óptico multicapa de acuerdo con la
reivindicación 5
en el que la forma de ondulación de dicho surco
de pista incluye una combinación de una onda sinusoidal y/o una
forma de onda rectangular.
\vskip1.000000\baselineskip
7. El disco óptico multicapa de acuerdo con la
reivindicación 6
en el que la amplitud de la ondulación de dicha
forma de onda rectangular se fija para que sea mayor que la
amplitud de oscilación de la onda sinusoidal.
\vskip1.000000\baselineskip
8. Un método para producir un disco óptico
multicapa que incluye una pluralidad de capas de almacenamiento de
información (303, 304, 801, 802, 1001, 1002), que comprende:
una etapa de masterización para preparar una
pluralidad de conformadores de metal (507, 508); y
una etapa de duplicación para producir un
sustrato (509, 510) sobre el cual se transfiere un patrón deseado
usando dicha pluralidad de conformadores de metal (507, 508) y
formando capas de almacenamiento de información que se pueden
grabar/reproducir (303, 304; 801, 802; 1001, 1002),
en el que dicho patrón deseado de una primera
capa de almacenamiento de información (303, 801, 1001) incluye un
primer surco de pista ondulante que tiene una primera amplitud de
ondulación (W1), una primera profundidad (D1), y un primer ángulo de
pendiente de la pared lateral (A1), y en el que dicho patrón
deseado de una segunda capa de almacenamiento de información (304,
802, 1002) se localiza más lejos desde la superficie incidente de la
luz del disco óptico multicapa, incluye un segundo surco de pista
ondulante que tiene una segunda amplitud de ondulación (W2), una
segunda profundidad (D2) y un segundo ángulo de la pendiente de la
pared lateral (A2),
en el que se satisface al menos una de las tres
condiciones siguientes:
1) W1 < W2
2) D1 < D2, y
3) A1 > A2
en el que
se da un valor diferente a cada uno de los
factores de forma, amplitud de oscilación, profundidad del surco y
ángulo de la pendiente de la pared lateral de dicho surco de pista
para cada una de las capas de almacenamiento de información.
\vskip1.000000\baselineskip
9. El método para producir un disco óptico
multicapa de acuerdo con la reivindicación 8,
en el que dicha etapa de masterización
comprende:
una etapa de preparación de una pluralidad de
sustratos (501, 502) a los cuales se aplica un material
fotosensible;
una etapa de grabación para formar una imagen
latente de un patrón incluyendo un surco de pista ondulante
irradiando un área seleccionada de dicho material fotosensible con
una luz de grabación:
una etapa de desarrollo para producir una
pluralidad de discos originales (505, 506) que tienen dicho patrón
desarrollando dicho material fotosensible; y
una etapa de producir dicha pluralidad de
conformadores de metal (507, 508) en base a dicha pluralidad de
discos maestros (505, 506), y en dicha etapa de grabación, se cambia
la cantidad de desviación de dicha luz de grabación a lo largo de
la dirección radial del disco para cada uno de los sustratos y la
amplitud (W1, W2) de ondulación de dicho surco de pista se cambia
por lo tanto para cada una de las capas de almacenamiento de
información (1001, 1002).
\vskip1.000000\baselineskip
10. El método para producir un disco óptico
multicapa de acuerdo con la reivindicación 8,
en el que dicha etapa de masterización
comprende:
una etapa de preparación de una pluralidad de
sustratos (501, 502) a los cuales se aplica un material
fotosensible;
una etapa de grabación para la formación de una
imagen latente de un patrón que incluye un surco de pista ondulante
irradiando un área seleccionada de dicho material fotosensible con
la luz de grabación;
una etapa de desarrollo para producir una
pluralidad de discos originales (505, 506) que tienen dicho patrón
desarrollando dicho material fotosensible; y
una etapa de producir dicha pluralidad de
conformadores de metal (507, 508) en base a dicha pluralidad de
discos maestros (505, 506), y en dicha etapa de grabación, el grosor
de dicho material fotosensible se cambia para cada uno de dicha
pluralidad de conformadores de metal (507, 508).
\newpage
11. El método para producir un disco óptico
multicapa de acuerdo con la reivindicación 8,
en el que dicha etapa de masterización
comprende:
una etapa de preparar una pluralidad de
sustratos (501, 502) a los cuales se aplica un material
fotosensible;
una etapa de grabación para la formación de una
imagen latente de un patrón que incluye un surco de pista ondulante
irradiando un área seleccionada de dicho material fotosensible con
la luz de grabación;
una etapa de desarrollo para producir una
pluralidad de discos originales (505, 506) que tienen dicho patrón
desarrollando dicho material fotosensible; y
una etapa de producir dicha pluralidad de
conformadores de metal (507, 508) en base a dicha pluralidad de
discos maestros (505, 506), y se cambia el ángulo de pendiente (A1,
A2) de dicha pared lateral de dicho surco de pista para cada uno de
dicha pluralidad de conformadores de metal (505, 506).
\vskip1.000000\baselineskip
12. El método para producir un disco óptico
multicapa de acuerdo con la reivindicación 11,
en el que se cambia el ángulo de la pendiente
(A1, A2) de la pared lateral de dicho surco de pista aplicando un
proceso de calentamiento a dicho disco original después de dicha
etapa de desarrollo.
\vskip1.000000\baselineskip
13. El método para producir un disco óptico
multicapa de acuerdo con la reivindicación 11,
en el que se cambia el ángulo de la pendiente de
(A1, A2) de la pared lateral de dicho surco de pista aplicando un
procesamiento de plasma a dicho configurador de metal (505, 506)
después de dicha etapa de masterización y antes de dicha etapa de
duplicación.
\vskip1.000000\baselineskip
14. El método para producir un disco óptico
multicapa de acuerdo con la reivindicación 13,
en el que se usa argón y/o oxígeno para dicho
procesamiento de plasma.
\vskip1.000000\baselineskip
15. El método para producir un disco óptico
multicapa de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a
14, en el que dicha luz de grabación se desvía de acuerdo con un
patrón que combina una forma de onda sinusoidal y una forma de onda
rectangular en dicha etapa de grabación.
16. El método para producir un disco óptico
multicapa de acuerdo con la reivindicación 15,
en el que la cantidad de desviación de dicha luz
de grabación se cambia entre dicha sección de forma de onda
sinusoidal y dicha sección de forma de onda rectangular.
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