JP2005310380A - Optical information recording medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光ビームを用いて情報信号の再生又は記録再生が可能な光学的情報記録媒体、特に複数の情報層を備えた多層構造の光学的情報記録媒体に関する。 The present invention relates to an optical information recording medium capable of reproducing or recording / reproducing an information signal using a light beam, and more particularly to an optical information recording medium having a multilayer structure including a plurality of information layers.
従来、光学的に情報信号を記録し、又は記録した情報信号を再生することが可能な光学的情報記録媒体としては、光ディスク、光カード等が知られている。これらの記録媒体においては、光源として一般に半導体レーザが用いられている。そして、レンズを介して微小に集光した光を記録媒体に照射することにより、大量の情報信号が記録媒体に記録され、又は記録媒体に記録された情報信号が再生される。 Conventionally, optical discs, optical cards, and the like are known as optical information recording media capable of optically recording information signals or reproducing recorded information signals. In these recording media, a semiconductor laser is generally used as a light source. Then, by irradiating the recording medium with light that is finely condensed through the lens, a large amount of information signal is recorded on the recording medium, or the information signal recorded on the recording medium is reproduced.
現在、これらの記録媒体の記録容量をさらに高める検討が行われている。記録密度を高めるには、光ビームを小さく絞り込むことによって再生の解像度を高めるのが効果的である。そのため、光ビームの波長を短くするか、又は光を集光するレンズの開口数（ＮＡ）を上げる検討が行われている。さらに、フォーカシング又はトラッキングの精度を高め、かつ、信号間のクロストークを抑制する再生方法の検討等により、記録の面密度を高める検討が行われている。 Currently, studies are underway to further increase the recording capacity of these recording media. In order to increase the recording density, it is effective to increase the reproduction resolution by narrowing the light beam. Therefore, studies have been made to shorten the wavelength of the light beam or increase the numerical aperture (NA) of the lens that collects the light. Furthermore, studies have been made to increase the surface density of recording by improving the accuracy of focusing or tracking and studying a reproducing method for suppressing crosstalk between signals.
上記のような方式を採用することにより、単位面積当たりの記録容量はそれなりに向上するが、情報を記録する情報層が単一層の場合には、記録密度に限界があると言える。 By adopting the above-described method, the recording capacity per unit area is improved accordingly. However, when the information layer for recording information is a single layer, it can be said that the recording density is limited.
これに対し、情報を記録する情報層を複数層設ければ、記録容量を倍増させることができると考えられる。多層構造の光ディスクを製造する方法としては、以下のようなものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。 On the other hand, it is considered that the recording capacity can be doubled by providing a plurality of information layers for recording information. As a method for manufacturing a multilayer optical disk, the following has been proposed (for example, see Patent Document 1).
以下、この光ディスクの製造工程について説明する。まず、図２１（ａ）に示すように、射出成形法等によって製作された情報ピットを備えた基板２１１の表面に、第１の情報層２１２を成膜する。次いで、図２１（ｂ）に示すように、情報ピットを備えた原盤２１３上に光硬化性樹脂２１４を塗布する。次いで、図２１（ｃ）に示すように、基板２１１の第１の情報層２１２と原盤２１３の情報ピット面とを対向させ、基板２１１を加圧した状態で、原盤２１３側から光硬化性樹脂２１４に光を照射する。これにより、光硬化性樹脂２１４が硬化し、この光硬化性樹脂２１４が第１の情報層２１２に接着する。次いで、図２１（ｄ）に示すように、原盤２１３を光硬化性樹脂２１４から剥離する。これにより、表面に情報ピットを備えた光硬化性樹脂２１４からなる樹脂層が形成される。次いで、図２１（ｅ）に示すように、樹脂層（光硬化性樹脂２１４）の上に第２の情報層２１５を成膜する。最後に、図２１（ｆ）に示すように、第２の情報層２１５の上に保護コート層２０６を成膜する。以上の工程により、２層構造の光ディスクが得られる。
しかし、上記従来の製造方法では、原盤２１３を光硬化性樹脂２１４から剥離する際に（図２１（ｄ））、第１の情報層２１２と基板２１１又は樹脂層（光硬化性樹脂２１４）との界面で剥離が生じ易く、製造時の歩留まりが悪いという問題点があった。これは、原盤２１３と樹脂層（光硬化性樹脂２１４）との間の接着力が、第１の情報層２１２と基板２１１との間の接着力又は第１の情報層２１２と樹脂層（光硬化性樹脂２１４）との間の接着力よりも高くなるためと考えられる。
However, in the above conventional manufacturing method, when the
また、基板２１１を樹脂で形成する場合には、環境温度が変化したり、あるいは湿度が変化したりした場合等に、完成した光ディスクが変形し、信号再生にエラーが発生するという問題点があった。
In addition, when the
さらに、複数の情報層からの情報信号を再生する装置においては、対象とする情報層以外の情報層からの反射光などの影響により、サーボ動作が不安定になるという問題点があった。 Furthermore, in an apparatus for reproducing information signals from a plurality of information layers, there is a problem that servo operation becomes unstable due to the influence of reflected light from information layers other than the target information layer.
本発明は、従来技術における前記課題を解決するためになされたものであり、製造が容易で、環境変化による変形の少ない多層構造の光学的情報記録媒体を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems in the prior art, and an object thereof is to provide an optical information recording medium having a multilayer structure that is easy to manufacture and is less likely to be deformed by environmental changes.
前記目的を達成するため、本発明に係る光学的情報記録媒体の構成は、少なくとも２つの情報層を備えた光学的情報記録媒体であって、光ビームの入射側の第１の情報層は、少なくとも３層の薄膜を積層した多層薄膜からなると共に、入射した光ビームの一部を透過し、第２の情報層は、少なくとも４層の薄膜を積層した多層薄膜からなると共に、前記第１の情報層を透過した光ビームを用いて情報信号の記録再生が可能であり、前記２つの情報層の間には透明な分離層が介在していることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the configuration of the optical information recording medium according to the present invention is an optical information recording medium including at least two information layers, and the first information layer on the incident side of the light beam includes: The first information layer includes a multilayer thin film in which at least three thin films are stacked, transmits a part of the incident light beam, and the second information layer includes a multilayer thin film in which at least four thin films are stacked. Information signals can be recorded and reproduced using a light beam transmitted through the information layer, and a transparent separation layer is interposed between the two information layers.
前記本発明の光学的情報記録媒体の構成においては、前記第１の情報層が、第１の誘電体層、第１の記録層、第２の誘電体層からなるのが好ましい。また、この場合には、前記第２の情報層が、第３の誘電体層、第２の記録層、第４の誘電体層、反射層からなるのが好ましい。この場合にはさらに、前記第１及び第２の記録層が相変化記録薄膜であるのが好ましい。 In the configuration of the optical information recording medium of the present invention, it is preferable that the first information layer includes a first dielectric layer, a first recording layer, and a second dielectric layer. In this case, it is preferable that the second information layer includes a third dielectric layer, a second recording layer, a fourth dielectric layer, and a reflective layer. In this case, it is further preferable that the first and second recording layers are phase change recording thin films.
以下、本発明の光学的情報記録媒体及び光学的情報記録再生装置について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, an optical information recording medium and an optical information recording / reproducing apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は本発明に係る光学的情報記録媒体の一例を示す断面図である。図１に示すように、厚さｄ１の第１の基板１の片側の表面には、トラッキング用のガイド溝、サンプルピット又は情報信号に対応した情報ピットが形成されている。さらに、第１の基板１の片側の表面には、この第１の基板１に入射した光ビーム７の一部を反射し、かつ一部を透過する厚さｄ２の薄膜からなる第１の情報層２が成膜されている。厚さｄ３の第２の基板３の表面には、ガイド溝又は情報信号に対応した情報ピットが形成されている。さらに、第２の基板３の表面には、第１の情報層２の反射率よりも高い反射率を有する厚さｄ４の薄膜からなる第２の情報層４が成膜されている。第１の情報層２と第２の情報層４との間には、これら第１の情報層２と第２の情報層４を一定の距離ｄ５だけ離して配置するための透明な分離層５が介在されている。以上により、２層構造の光学的情報記録媒体が構成されている。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of an optical information recording medium according to the present invention. As shown in FIG. 1, a guide groove for tracking, a sample pit, or an information pit corresponding to an information signal is formed on one surface of the
第１の基板１と第２の基板３は、分離層５を中心として、できるだけ上下対称な構造であるのが好ましい。すなわち、材料及び厚さ（ｄ１及びｄ３）を実質的に等しくし、両基板間では、単に表面の情報ピットのパターンと第１及び第２の情報層２、４の構成だけが異なるようにするのが好ましい。
The
光学的情報記録媒体を上記のように構成すれば、分離層５を中心とした上下対称な構造となるため、製造時に温度変化などによって基板に応力などが発生しても、歪は相殺される。また、環境温度や湿度の変化によって両基板に新たな変形要素が加わった場合にも、変形や反りは抑制される。その結果、環境変化に強い構造が得られる。従って、第１及び第２の基板１、３を樹脂で形成した場合であっても、完成した記録媒体が変形して、信号再生にエラーが発生することはない。
If the optical information recording medium is configured as described above, it becomes a vertically symmetric structure with the
本実施例の光学的情報記録媒体においては、第１の基板１側から２つの情報層（第１及び第２の情報層２、４）のそれぞれに光ビーム７を照射し、その反射光量の変化を検出することにより、２つの情報層２、４上に記録された情報信号が再生される。この情報信号の再生を可能とするためには、照射する光ビーム７が、再生する情報層２、４のそれぞれに効率良く集光されることが必要である。
In the optical information recording medium of the present embodiment, each of the two information layers (first and
このため、第１の情報層２は、この情報層に形成された情報信号が反射光の変化として再生できるように、所定の反射率を有すること、さらには、光ビーム７が照射された際に、第２の情報層４に所定の強度の光ビーム７が到達するように、所定の透過率を有することが必要とされる。一方、第２の情報層４については、透過率を考慮する必要はないが、情報信号である反射光量の変化が大きくなるように、第２の情報層４はできるだけ高い反射率を有することが必要である。すなわち、第２の情報層４の情報信号を再生する時に、光ビーム７は、第１の情報層２を２回透過する必要がある。そこで、本実施例においては、第２の情報層４の反射率が第１の情報層２の反射率よりも高く設定されている。
For this reason, the
第１及び第２の基板１、３の材料としては、照射する光ビーム７の波長領域に対して光吸収が少なく、強度の高い材料が好ましい。このため、第１及び第２の基板１、３の材料としては、ポリカーボネート樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）樹脂等の樹脂材料、又はガラス材料等が用いられる。
The material of the first and
第１及び第２の基板１、３の材料として樹脂材料を用いる場合、第１及び第２の基板１、３を形成する方法としては、溶融状態の樹脂材料を用いて射出成形により形成する方法が最も一般的である。また、第１及び第２の基板１、３の材料としてガラス材料を用いる場合には、平板ガラスの表面にエッチング等の方法によって凹凸情報を形成するか、又は紫外線硬化性の樹脂を平板ガラスの表面に塗布し、その上から凹凸の表面を持つ金型を押し付けて、凹凸情報を形成する方法（光重合法）等がある。しかし、第１及び第２の基板１、３の形成方法は、必ずしもこれらの方法に限定されるものではなく、基板に所定の光学特性を付与することができる形成方法であればよい。尚、これらの方法は、コンパクトディスク等の通常の光ディスクの製造プロセスとして公知の技術であるため、その説明は省略する。
When a resin material is used as the material of the first and
第１及び第２の基板１、３の表面に形成される凹凸部のパターンは、情報層の機能が再生専用型か、あるいは記録再生型かによって異なる。情報層が再生専用型の場合、凹凸部は基板の表面に情報信号に従って変調されたパターンによって構成された情報ピット列からなる。情報層が記録再生型の場合、凹凸部は光ビームのトラッキング制御を行うための連続的な凹凸からなるガイド溝、あるいはサンプルサーボ方式と呼ばれるトラッキング方式に対応したウォブルピットからなる。
The pattern of the uneven portions formed on the surfaces of the first and
第１の基板１と第２の基板３は、外形の大きさが実質的に等しく、さらに同一の材料を用いて同様のプロセスによって形成されたものであるのが好ましい。特に、基板材料として樹脂材料を用い、射出成形法によって基板を形成すると、成形時の条件により、基板単体で長時間放置した場合に基板に反りなどの変形が生じ易くなる。また、周囲の環境温度や湿度の変化によっても、基板に大きな変形が生じる。また、光重合法によって基板を形成した場合にも、射出成形の場合ほど顕著ではないが、同様の変形が生じる。本実施例においては、このような樹脂基板の特性を考慮し、第１及び第２の基板１、３として同等の履歴で形成されたものを用い、両基板を分離層５によって接着している。このように、分離層５を中心として上下対称な構造とすれば、基板の応力や歪が抑制され、環境変化に強い光学的情報記録媒体が得られる。
It is preferable that the
機械的強度が実質的に等しいとみなせる２つの基板の厚さは、記録媒体が存在する環境の温度、あるいは基板の材質によって異なる。この２つの基板の厚み差の許容量を求めるために、次のような構成の光学的情報記録媒体を作製した。すなわち、第１の基板１として厚さ０．６ｍｍのポリカーボネート樹脂を用い、その表面に第１の情報層２として厚さ１０ｎｍのＡｕを成膜した。また、ポリカーボネート樹脂からなる第２の基板３の厚さを０．３ｍｍから１．２ｍｍまで変化させ、かつ、その表面に第２の情報層４として厚さ１００ｎｍのＡｕを成膜した。また、分離層５として厚さ平均４０μｍのアクリル系の紫外線硬化性の樹脂層を用い、この分離層５によって第１の情報層２と第２の情報層４を接着した。この光学的情報記録媒体の変形量を測定したところ、以下の結果が得られた。すなわち、第２の基板３の厚みが０．６ｍｍ±３０％以下であれば、温度３０℃、相対湿度（ＲＨ）８０％の室温環境下に１０００時間放置しても、記録媒体の反り量は０．４ｍｍ以下となり、安定なサーボ動作が可能であった。さらに過酷な温度８０℃、相対温度８０％の環境下に１０００時間放置した場合でも、第２の基板３の厚みが０．６ｍｍ±２０％以下であれば、記録媒体の反りを抑制することができた。
The thicknesses of the two substrates that can be regarded as having substantially the same mechanical strength vary depending on the temperature of the environment in which the recording medium exists or the material of the substrate. In order to obtain the allowable difference in thickness between the two substrates, an optical information recording medium having the following configuration was produced. That is, a polycarbonate resin having a thickness of 0.6 mm was used as the
情報層は、再生専用型と記録再生型の２種類に大別される。また、本実施例の記録媒体には情報層が２つ存在する。従って、記録媒体の構成としては、第１の情報層−第２の情報層の順で記載すると、（Ａ）再生専用−再生専用型、（Ｂ）再生専用−記録再生型、（Ｃ）再生再生−再生専用型、（Ｄ）記録再生−記録再生型の４種類が存在する。 The information layer is roughly divided into two types, a reproduction-only type and a recording / reproduction type. Further, the recording medium of the present embodiment has two information layers. Therefore, the configuration of the recording medium is described in the order of the first information layer-second information layer: (A) read-only-read-only type, (B) read-only-record-playback type, (C) playback There are four types: reproduction-reproduction-only type and (D) recording / reproduction-recording / reproduction type.
再生専用型の情報層は、上記のように情報ピットが形成された基板表面上に成膜され、光ビームに対して所定の反射率を有する薄膜からなる。この場合、材料としてＡｕ、Ａｌ、Ｃｕ又はそれらの合金等からなる金属材料、あるいはＳｉＯ2 、ＳｉＯ、ＴｉＯ2 、ＭｇＯ、ＧｅＯ2 等の酸化物、Ｓｉ3 Ｎ4 、ＢＮ等の窒化物、ＺｎＳ、ＰｂＳ等の硫化物の誘電体材料及びそれらを混合したもの、あるいは前記酸化物、窒化物、硫化物を多層化したものを用いれば、特定波長の光ビームに対して所定の反射率を有する情報層が得られる。 The read-only information layer is formed on the substrate surface on which the information pits are formed as described above, and is formed of a thin film having a predetermined reflectance with respect to the light beam. In this case, the material is a metal material made of Au, Al, Cu or an alloy thereof, an oxide such as SiO 2 , SiO, TiO 2 , MgO, or GeO 2 , a nitride such as Si 3 N 4 or BN, ZnS If a dielectric material of sulfide such as PbS and a mixture thereof, or a multilayer of the oxide, nitride, or sulfide is used, it has a predetermined reflectance with respect to a light beam of a specific wavelength. An information layer is obtained.
第１の情報層２が再生専用型である場合、第１の情報層２は、第１の基板１側から入射した光ビーム７を反射し、さらに第２の情報層４に所定の強度の光ビーム７が到達するように所定の透過率を有することが必要である。第１の情報層２と第２の情報層４に同じ材料を用いる場合には、第１の情報層２の膜厚を第２の情報層４の膜厚よりも薄くすること等によって対処することができる。情報層の材料として上記した金属材料を用いる場合には、厚さ５〜４０ｎｍの薄膜状に形成したものを用いる。特に、第１の情報層２の反射率と透過率の双方を高く保つためには、情報層自身による光吸収ができるだけ小さいことが望ましい。この場合、第１の情報層２の材料としては高屈折率・低吸収係数を達成できる誘電体材料又は有機材料を用いることができる。さらに、誘電体材料と有機材料を積層すれば、光吸収の小さい情報層が得られる。
When the
第２の情報層４が再生専用型である場合には、透過率を考慮する必要がなく、できるだけ反射率を高くするのが好ましい。第２の情報層４の材料として金属材料を用いる場合には、厚さ４０〜２００ｎｍの薄膜状に形成したものを用いる。
When the
また、記録再生型の情報層は、ガイド溝又はサンプルピットが形成された基板表面上に成膜され、照射された光ビームを吸収することによって光学的な性質が変化し、かつ変化した状態が光ビームによって識別可能な薄膜からなる。この場合の情報層に用いられる記録層としては、光照射によって薄膜の状態が変化して反射率が変化する相変化材料、薄膜の磁化方向が変化しカー効果として検出可能な光磁気材料、分光反射率が変化する色素などの有機材料、フォトクロミック材料などがある。また、薄膜自身の形状が変化するものを記録層として用いることもできる。 In addition, the recording / reproducing information layer is formed on the surface of the substrate on which guide grooves or sample pits are formed, and the optical properties are changed by absorbing the irradiated light beam. It consists of a thin film that can be identified by a light beam. The recording layer used for the information layer in this case includes a phase change material in which the state of the thin film changes due to light irradiation and the reflectivity changes, a magneto-optical material in which the magnetization direction of the thin film changes and can be detected as the Kerr effect, spectroscopy Examples include organic materials such as pigments that change reflectance, and photochromic materials. Further, a thin film whose shape changes can be used as the recording layer.
アモルファス・結晶間で相変化する相変化材料としては、ＳｂＴｅ系、ＩｎＴｅ系、ＧｅＴｅＳｎ系、ＧｅＳｂＴｅ系、ＳｂＳｅ系、ＴｅＳｅＳｂ系、ＳｎＴｅＳｅ系、ＩｎＳｅ系、ＴｅＧｅＳｎＯ系、ＴｅＧｅＳｎＡｕ系、ＴｅＧｅＳｎＳｂ系等のカルコゲン化合物、Ｔｅ−ＴｅＯ2 系、Ｔｅ−ＴｅＯ2 −Ａｕ系、Ｔｅ−ＴｅＯ2 −Ｐｄ系等の酸化物系材料を用いることができる。 Examples of phase change materials that change between amorphous and crystalline include chalcogen compounds such as SbTe, InTe, GeTeSn, GeSbTe, SbSe, TeSeSb, SnTeSe, InSe, TeGeSnO, TeGeSnAu, and TeGeSnSb. it can be used Te-TeO 2 type, Te-TeO 2 -Au system, an oxide-based material 2 -Pd system such as Te-TeO.
また、結晶・結晶間で相変化する相変化材料としては、ＡｇＺｎ系、ＩｎＳｂ系等の金属化合物を用いることができる。 In addition, as a phase change material that undergoes a phase change between crystals, a metal compound such as an AgZn-based or InSb-based material can be used.
光磁気材料としては、ＭｎＢｉ系、ＴｂＦｅ系、ＴｂＦｅＣｏ系の材料を用いることができる。 As the magneto-optical material, MnBi-based, TbFe-based, and TbFeCo-based materials can be used.
有機色素材料としては、例えばトリフェニルメタン系等のロイコ染料を用いることができ、フォトクロミック材料としては、スピロピラン系、フルギド系、アゾ系等を用いることができる。 As the organic dye material, for example, a leuco dye such as triphenylmethane can be used, and as the photochromic material, spiropyran, fulgide, azo, or the like can be used.
尚、記録可能な情報層は、機能的には１回だけ記録が可能な追記形と、記録した情報を再度書き換えることができる書き換え形とに分類することができる。追記形の場合には、情報層として相変化材料又は有機色素材料を、基板上に１層だけ成膜すればよい。また、他の方法として、光吸収用の薄膜層と金属層の２層構造とし、光照射によって合金を形成する方法もある。 The recordable information layer can be functionally classified into a write-once form that can be recorded only once and a rewritable form that can rewrite the recorded information again. In the case of the write-once type, only one layer of the phase change material or the organic dye material may be formed on the substrate as the information layer. As another method, there is a method of forming a two-layer structure of a light absorption thin film layer and a metal layer and forming an alloy by light irradiation.
また、情報層を記録層だけで構成することも可能であるが、情報層を構成する材料が可逆的な変化を示し、かつ記録した信号の光学的変化を高めるためには、少なくとも２層の複数層で構成するのが好ましい。２層構造としては、光ビーム７の入射側から誘電体層／記録層とする構成、記録層／反射層とする構成、又は反射層／記録層とする構成などがある。また、３層構造としては、基板側から誘電体層／記録層／誘電体層とする構成、又は誘電体層／記録層／反射層とする構成などがある。また、４層構造としては、光ビーム７の入射側から誘電体層／記録層／誘電体層／反射層とする構成などがある。また、５層構造としては、基板側から第１の反射層／誘電体層／記録層／誘電体層／第２の反射層とする構成などがある。このように、記録層と誘電体層を接して設けることにより、繰り返して記録する際の薄膜の劣化を防止することができると共に、記録情報の光学的な変化を大きく設定することができる。
In addition, the information layer can be composed of only the recording layer. However, in order to show a reversible change in the material constituting the information layer and to enhance the optical change of the recorded signal, at least two layers are required. It is preferable to configure with a plurality of layers. Examples of the two-layer structure include a configuration in which the dielectric layer / recording layer is formed from the incident side of the
誘電体層としては、ＳｉＯ2 、ＳｉＯ、ＴｉＯ2 、ＭｇＯ、ＧｅＯ2 等の酸化物、Ｓｉ3 Ｎ4 、ＢＮ等の窒化物、ＺｎＳ、ＰｂＳ等の硫化物、又はそれらの混合物材料を用いることができる。 As the dielectric layer, oxides such as SiO 2 , SiO, TiO 2 , MgO and GeO 2 , nitrides such as Si 3 N 4 and BN, sulfides such as ZnS and PbS, or a mixture thereof are used. Can do.
反射層としては、再生専用型の情報層の場合に例示したすべての材料を用いることができる。 As the reflective layer, all materials exemplified in the case of the read-only information layer can be used.
分離層５としては、第２の情報層４上で十分な光量を確保するという観点から、光ビーム７の波長領域、とりわけ第１の情報層２を透過した光に対して吸収の小さい材料であるのが望ましい。従って、分離層５としては、透明な接着剤、あるいは基板と同様のガラス材料、樹脂材料などを用いることができる。特に、第１及び第２の基板１、３が樹脂材料からなる場合には、接着後の機械的な信頼性を確保するために同系統の樹脂材料が好ましく、さらには接着に要する時間を短縮できる等の点で紫外線硬化性の樹脂材料を用いるのが望ましい。
The
また、分離層５の厚さｄ５は、一方の情報層を再生しているときに、他方の情報層からのクロストークによる影響が小さくなるように、少なくとも対物レンズ６の開口数（ＮＡ）と光ビーム７の波長（λ）とによって決定される焦点深度以上の厚さであることが必要とされる。ここで、無収差の場合の中心強度（１００％）を基準として、集光点の強度が８０％以上であれば、焦点深度Δｚは、一般に次の式（１）で近似することができる。
Further, the thickness d5 of the
Δｚ＝λ／｛２（ＮＡ）2 ｝ （１）
例えば、λ＝７８０ｎｍ、ＮＡ＝０．５５の場合には、Δｚ＝１．３μｍとなる。従って、±１．３μｍ以内は焦点深度内となり、この光学系を用いた場合には、分離層５の厚さｄ５を、２．６μｍを超える値に設定するのが好ましい。
Δz = λ / {2 (NA) 2 } (1)
For example, when λ = 780 nm and NA = 0.55, Δz = 1.3 μm. Therefore, the range of ± 1.3 μm is within the depth of focus, and when this optical system is used, it is preferable to set the thickness d5 of the
光ビーム７が第２の情報層４に焦点を結んだ際に第１の情報層２を透過する光ビームの中に含まれる記録マークの影響が、第２の情報層４を再生する際のクロストークとなる。このため、安定な信号再生の観点からは、分離層５の厚さｄ５は、少なくとも焦点深度以上であるのが好ましく、さらには焦点深度の５倍であるのが好ましい。通常の再生専用の光ディスクにおいて、光記録媒体上に形成される情報ピットのピッチは、焦点深度以下である。分離層の厚さを焦点深度の５倍にすれば、光ビーム７が照射される第１の情報層２上の情報ピットの数は２５個以上となり、一般的なクロストークの許容値である−２６ｄＢを十分に下回る。
When the
また、第１及び第２の情報層２、４に形成する情報の記録密度を高く維持するためには、対物レンズ６の集光可能な範囲に第１及び第２の情報層２、４を設ける必要がある。すなわち、第１の基板の厚さｄ１に分離層５の厚さｄ５を加えたｄ１＋ｄ５の値が光学系（対物レンズ６）の許容する基材厚公差内にある必要がある。
Further, in order to maintain a high recording density of information formed on the first and second information layers 2 and 4, the first and second information layers 2 and 4 are disposed in a condensable range of the
従って、分離層５の厚さｄ５は、光ビーム７を集光する光学系の焦点深度よりも大きく、かつ前記光学系の許容する基材厚公差よりも小さい値に設定するのが好ましい。この条件を満足するならば、光ビーム７の収差が小さいという条件の下で、対象とする情報層以外の情報層からのクロストークの影響が小さい情報を再生することが可能となる。尚、分離層５の厚さｄ５としては、光学的な収差だけではなく、記録媒体として大量に生産する場合の歩留まりを考慮して、最適な値を選択する必要がある。上記した材料を用いて第１及び第２の基板１、３、第１及び第２の情報層２、４、分離層５を形成すれば、第１の基板１側から光ビーム７を照射することによって第１及び第２の情報層２、４から情報信号を再生することが可能な記録媒体が得られる。
Therefore, the thickness d5 of the
次に、２つの情報層からの信号再生を安定にかつ容易に行うことができる記録媒体の構成について説明する。２つの情報層の情報信号を安定にかつ容易に再生するためには、双方の情報層から得られる信号レベルが同等であることが、再生装置の構成を簡略化できる点からも望ましい。ここでは、光ビーム７の入射側から見た場合に、２つの情報層の平面部から得られる反射光量が同等となる構成について説明する。但し、近似を容易なものとするために、第１及び第２の情報層２、４がともに再生専用型である場合を例に挙げて説明する。尚、第１の情報層２の情報ピットによる透過光の回折の影響は無視できるものとする。
Next, the configuration of a recording medium that can perform signal reproduction from two information layers stably and easily will be described. In order to reproduce the information signals of the two information layers stably and easily, it is desirable that the signal levels obtained from both information layers are equal from the viewpoint of simplifying the structure of the reproduction apparatus. Here, a configuration will be described in which the reflected light amounts obtained from the planar portions of the two information layers are the same when viewed from the incident side of the
第１の情報層２の反射率をＲ１、吸収率をＡ１とし、第２の情報層４の反射率をＲ２とする。この場合、２つの情報層からの信号振幅が同じであるときに、２つの情報層の平面部からの反射光量が等しいと仮定する。このことは、入射した光ビーム７が第２の情報層４で反射され、かつ第１の情報層２を透過した光量Ｔと、第１の情報層２の反射率Ｒ１とが等しいことと同等である。この場合、下記の式によって表される関係が成立する。
The reflectance of the
Ｒ１≒Ｔ （２）
Ｒ１≒（１−Ａ１−Ｒ１）2 ×Ｒ２ （３）
Ｒ１≒１−Ａ１＋（２・Ｒ２）-1
−｛［１−Ａ１＋（２・Ｒ２）-1］2
−（１−Ａ１）2 ｝0.5 （４）
ここで、Ｒ１が最大となるのは、Ｒ２＝１、Ａ１＝０の場合であり、Ｒ１＝０．３８２となる。実用的なレベルとして、Ｒ２＝０．９、Ａ１＝０．１とした場合には、Ｒ１＝０．３１１となる。
R1≈T (2)
R1≈ (1-A1-R1) 2 × R2 (3)
R1≈1-A1 + (2.R2) -1
-{[1-A1 + (2.R2) -1 ] 2
-(1-A1) 2 } 0.5 (4)
Here, R1 is maximized when R2 = 1 and A1 = 0, and R1 = 0.382. As a practical level, when R2 = 0.9 and A1 = 0.1, R1 = 0.111.
これは、第１の情報層２での透過光の回折を無視し、かつ第１及び第２の情報層２、４の反射光の回折の割合を同じとした場合には、反射率Ｒ２が９０％となる第２の情報層４と、反射率Ｒ１が３１％でかつ吸収率Ａ１が１０％となる第１の情報層２を形成することにより、第１及び第２の情報層２、４の情報ピットから情報信号を再生した場合に信号振幅が同じになることを意味する。
This is because when the diffraction of the transmitted light in the
上記式（２）に基づいて、２つの情報層の実用的な構成について説明する。ここで、２つの情報層からの再生振幅が同等とみなせる範囲を±２０％とする。このことは、上記式（２）の右辺と左辺との差が±２０％以下であることを意味する。 A practical configuration of the two information layers will be described based on the above formula (2). Here, the range in which the reproduction amplitudes from the two information layers can be regarded as being equal is ± 20%. This means that the difference between the right side and the left side of the above formula (2) is ± 20% or less.
よって、上記式（３）にこの関係を代入すると、第１の情報層２からの再生振幅が第２の情報層４からの再生振幅よりも２０％小さい場合には下記の式（５）の関係が成立し、第１の情報層２からの再生振幅が第２の情報層４からの再生振幅よりも２０％大きい場合には下記の式（６）の関係が成立する。
Therefore, when this relationship is substituted into the above equation (3), the following equation (5) is obtained when the reproduction amplitude from the
Ｒ１＝１．２×（１−Ａ１−Ｒ１）2 ×Ｒ２ （５）
Ｒ１＝０．８×（１−Ａ１−Ｒ１）2 ×Ｒ２ （６）
ここで、情報層を上記した金属材料、あるいは誘電体材料で形成した場合の実用的な各層の特性を考慮すると、第２の情報層４の反射率Ｒ２は７０〜９０％の範囲にあるのが望ましく、第１の情報層２の吸収率Ａ１は２０％以下の範囲にあるのが望ましい。これらの関係を上記の式（５）、（６）に代入して計算すると、第１の情報層２の反射率Ｒ１の範囲は２１〜４２％となる。さらに、双方の情報層２、４からの再生振幅を大きく保つためには、第１の情報層２の吸収率Ａ１が小さいことが望ましい。この吸収率Ａ１の値を１０％以下とすれば、第１の情報層２の反射率Ｒ１の範囲は２５〜４０％となる。
R1 = 1.2 × (1-A1-R1) 2 × R2 (5)
R1 = 0.8 × (1-A1-R1) 2 × R2 (6)
Here, in consideration of the practical characteristics of each layer when the information layer is formed of the above-described metal material or dielectric material, the reflectance R2 of the
以上のように、第１及び第２の情報層２、４がともに再生専用型である場合、第１及び第２の情報層２、４からの信号振幅が同等で、かつ再生振幅を大きく保つためには、第１の情報層２の反射率Ｒ１は２５〜４０％の範囲にあるのが好ましい。
As described above, when the first and second information layers 2 and 4 are both reproduction-only types, the signal amplitudes from the first and second information layers 2 and 4 are equal and the reproduction amplitude is kept large. For this purpose, the reflectance R1 of the
第２の情報層４が記録再生型の場合には、情報層の反射率が再生専用型の場合に比べ小さくなる。例えば、第２の情報層４の反射率が３０％の場合には、反射率が１９．５％でかつ吸収率が０％となる第１の情報層２を用いることにより、双方の情報層に光を照射した場合に対物レンズ６側に反射する光量が同じになる。尚、記録再生装置の構成については、後で詳述するが、一般に、記録媒体間の個々の差、又は記録媒体の表面の汚れ等を考慮して、再生信号振幅又は反射光量には一定の許容範囲が設けられている。従って、再生回路の精度又は装置としての安定性を考慮すると、双方の再生信号の振幅差は５倍以内であるのが望ましい。
When the
本発明は、上記のように予め凹凸が形成された基板を接着することによって２つの情報層を備えた記録媒体を得ることを特徴としている。このため、第１の基板１の表面に形成される情報ピットのパターンは、第１の基板１の基材を通して再生できる信号形態であることが必要であり、第２の基板３の表面に形成される情報ピットのパターンは、情報ピットの表面から光を照射して再生できる信号形態であることが必要である。このため、第１及び第２の基板１、３の情報ピットパターンは、光ビーム７の入射側から見て同一方向に進行するように形成される。情報層が再生専用型の場合、情報ピットパターンの方向は、情報信号に対応した情報ピットの記録方向である。情報層が記録再生型の場合、以上の構成はガイド溝を管理するアドレス情報に適用される。
The present invention is characterized in that a recording medium having two information layers is obtained by adhering a substrate on which irregularities are formed in advance as described above. For this reason, the pattern of information pits formed on the surface of the
次に、第１及び第２の情報層２、４が上記構成（Ａ）の再生専用−再生専用型の場合の記録媒体の構成について詳細に説明する。 Next, the configuration of the recording medium in the case where the first and second information layers 2 and 4 are of the above-described configuration (A) of the read-only-read-only type will be described in detail.
基板の製造コストを安くするという観点からは、第１及び第２の基板１、３をできるだけ同一のプロセスで作製するのが望ましい。基板表面に情報ピットを形成するための工程としては、原盤を作る工程であるマスタリング工程と、金型内に設けられた原盤に樹脂材料を注入して情報ピットを備えた基板を形成する射出成形工程とがある。マスタリング工程は、ＣＤやＣＤ−ＲＯＭ等において一般的に用いられている方法であるため、その詳細な説明は省略する。簡単に述べると、ガラス平板にフォトレジストを塗布し、その上から情報信号に従って変調されたＡｒレーザ光を照射した後、フォトレジストを除去し、その上にメッキすることによって原盤を作る工程である。
From the viewpoint of reducing the manufacturing cost of the substrate, it is desirable to manufacture the first and
マスタリング工程を同じにすれば、基板に形成される情報ピットの形状、すなわち情報ピットが平面に対して凹か凸のいずれで形成されるかの関係が同一となる。図２（ａ）に、同一のプロセスで形成した基板を接着して作製した光学的情報記録媒体の一例を示す。図２（ａ）に示すように、第１の基板１の情報ピット１１は光ビーム７の入射側から見て凸の形状となり、第２の基板３の情報ピット１２は光ビーム７の入射側から見て凹の形状となる。フォトレジストの性質が異なる場合には、第１の基板１の情報ピットは光ビーム７の入射側から見て凹の形状となり、第２の基板３の情報ピットは光ビーム７の入射側から見て凸の形状となる。いずれの場合にも、光ビーム７の入射側から見て、２つの情報層２、４間で情報ピットの凹凸の向きは逆となる。
If the mastering process is the same, the shape of the information pits formed on the substrate, that is, the relationship between whether the information pits are concave or convex with respect to the plane is the same. FIG. 2A shows an example of an optical information recording medium manufactured by bonding substrates formed by the same process. As shown in FIG. 2A, the information pit 11 of the
以上の構成とすることにより、マスタリング工程だけでなく、基板の材質、成形プロセスも同じにすることができる。このため、生産する際に同じ機能の製造装置を２種類用意するか、あるいは１つの製造装置を併用することができるので、基板の生産設備を安価にすることができる。 With the above configuration, not only the mastering process but also the substrate material and the molding process can be made the same. For this reason, two types of manufacturing apparatuses having the same function can be prepared at the time of production, or one manufacturing apparatus can be used in combination, so that the board production facility can be made inexpensive.
上記の構成を有する記録媒体においては、光ビーム７の入射側から見て、２つの情報層２、４間でピットの凹凸の向きが逆であるため、プッシュ・プル法などのトラッキング方法を用いて情報を記録再生する場合には、情報層２、４間でトラッキングの極性を切り換える必要がある。これを避けるためには、第２の情報層４の凹凸ピットの方向を逆転させ、光ビーム７の入射側から見て凸の形状にすればよい。マスタリング工程でフォトレジストの現像特性が逆転したものを用いるか、あるいは従来の方法で得た原盤を再度転写することによって得られる第２の原盤を用いて第２の基板４を作製すれば、２つの情報層２、４間で凹凸の方向が逆のピットが得られる。
In the recording medium having the above-described configuration, since the direction of the pit unevenness is reversed between the two
次に、第１及び第２の基板１、３の情報ピットの大きさについて説明する。第２の基板３に形成されるピットの大きさは、第１の基板１の光ビーム７の入射側の面から第１及び第２の情報層２、４の面までの距離が、光ビーム７を集光する光学系の許容する基材厚公差ΔＷｄ内にあるか否かによって２つに大別される。尚、この基材厚公差ΔＷｄは、光ビーム７の球面収差によって決定され、一般に、対物レンズ６（図１参照）の開口数（ＮＡ）の４乗に反比例する。例えば、波長λ＝７８０ｎｍ、開口数ＮＡ＝０．５の光学系では、基材厚公差ΔＷｄは５０μｍ程度の値となる。但し、この基材厚公差ΔＷｄは、ピットの密度、すなわちピット間隔に依存し、ピット間隔が大きい場合には、球面収差が生じたとしても信号再生が可能となり、許容幅が大きくなる。
Next, the size of the information pits on the first and
第１の基板１の光ビーム７の入射側の面から第１及び第２の情報層２、４の面までの距離がともに、集光光学系とピット密度で決定される基材厚公差ΔＷｄ内にある場合の構成を図２（ａ）に示す。この場合の主な課題は、第１の情報層２上の情報ピット１１と第２の情報層４上の凹凸ピット１２とで、照射した光ビーム７を反射する領域に差が生じるということである。なぜなら、第１の情報層２では第１の基板１と接した領域が主たる反射面となり、第２の情報層４では分離層５との界面が主たる反射面となるからである。
The distance from the incident side of the
第１の基板１上の情報ピット１１のピット幅をＷ１１とし、第２の基板３上の情報ピット１２のピット幅をＷ１２とした場合、主たる反射面の幅は、第１の情報層２ではピット幅Ｗ１１であるのに対し、第２の情報層４では分離層５との界面におけるピット幅Ｗ１３となる。製法にも依存するが、一般的に用いられているスパッタリング法等によって基板上に情報層を成膜する場合、薄膜は基板の表面に垂直な方向だけに形成されるのではなく、情報ピットの斜面に対しても回り込んで形成される。従って、第２の基板３上の情報ピット１２のピット幅Ｗ１２に対して、分離層５との界面でのピット幅Ｗ１３は小さな値となる。このため、情報ピットによる反射光の回折を同等とするには、第２の基板３上の情報ピット１２のピット幅Ｗ１２を、第１の基板１上の情報ピット１１のピット幅Ｗ１１よりも大きな値に設定する必要がある。
When the pit width of the information pits 11 on the
第２の基板３上の情報ピット１２のピット幅Ｗ１２は、実際に第２の情報層４を成膜し、その結果に基づいて補正される。本発明者等は、Ａｕを用いて第２の情報層４を成膜する実験を行った。第２の基板３のピット幅Ｗ１２＝０．５０μｍ、深さ９０ｎｍの情報ピット上に、反射率が９０％以上となる厚さ１５０ｎｍのＡｕ層（第２の情報層４）を成膜し、分離層５との界面に相当する第２の情報層４の形状を測定したところ、ピット幅はＷ１３＝０．３μｍ、深さは９０ｎｍであった。ここに示した条件で第２の情報層４を成膜する場合、第２の基板３の表面に形成する情報ピットの形状は、第２の情報層４によるピット形状の変化を考慮して、ピット幅Ｗ１２＝０．７０μｍとする。この場合、第１の基板１には、ピット幅Ｗ１１＝０．５０μｍ、深さ９０ｎｍの情報ピットを形成する。このように、第２の基板３上の情報ピット１２は、第２の情報層４の膜厚による情報ピットの実質的なピット幅の減少分を考慮して、第１の基板１の情報ピットよりも大きく形成される。尚、この場合、第１及び第２の基板１、３の表面に形成される情報ピットのトラックピッチＴｐ１、及びピット密度は同じ値である。
The pit width W12 of the information pits 12 on the
第２の基板３を形成するためのマスタリング工程においては、情報ピットの大きさを第１の基板１の場合よりも大きくするために、フォトレジストを露光する光源のパワーがわずかに高めに設定される。第１及び第２の基板１、３を形成する他の工程は同じである。
In the mastering process for forming the
尚、ここでは、第１及び第２の基板１、３間でピット幅を異ならせる場合を例に挙げて説明したが、情報層を成膜する際の条件によっては、基板のピットの斜面の傾斜角と成膜した情報層の斜面の傾斜角とが異なる場合も考えられる。このような場合には、第１及び第２の基板１、３間でピットの深さを変化させるか、又はピット幅とピット深さの双方を変化させる。以上のように構成すれば、第１及び第２の情報層２、４間で生じる入射した光ビーム７に対する反射光の回折を近づけることが可能となり、安定した信号再生が可能となる。
Here, the case where the pit width is made different between the first and
図２（ｂ）に、２つの情報層のいずれかの層が集光光学系の基材厚公差外となる場合の構成を示す。この場合の主な課題は、基材厚公差ΔＷｄ外にある情報層に光ビーム７を集光した場合に、球面収差によって光スポットを十分に集光することができないという点である。２つの情報層のいずれかの層が集光光学系の基材厚公差ΔＷｄ外となる現象は、情報層上の情報の密度を高めるために光ビーム７の波長を短くし、対物レンズの開口数（ＮＡ）を高めた場合に基材厚公差ΔＷｄが小さくなることに起因して発生する。また、この現象は、分離層５を形成する際に薄い分離層が得にくいか、あるいは分離層５の膜厚精度が低い場合に発生する。
FIG. 2B shows a configuration in the case where one of the two information layers is outside the substrate thickness tolerance of the condensing optical system. The main problem in this case is that when the
この場合には、基材厚公差ΔＷｄ外となる情報層を備えた基板の表面のピット密度を、基材厚公差ΔＷｄ内にある情報層を備えた基板のピット密度よりも小さくすればよい。図２（ｂ）は、第１の情報層２が基材厚公差ΔＷｄ内にあり、第２の情報層４が基材厚公差ΔＷｄ外にある場合の構成例を示す。第１の基板１上の情報ピットは、所定のピット幅Ｗ１１を有し、トラックピッチはＴｐ１、ピット密度はＰｄ１である。第２の基板３上の情報ピット１４は、所定のピット幅Ｗ１４を有し、トラックピッチはＴｐ３、ピット密度はＰｄ３である。ここで、第２の情報層４における光ビーム７の球面収差による絞りの悪化分を考慮して、第２の基板３の情報ピット１４のピット幅Ｗ１４、トラックピッチＴｐ３を第１の基板１の値よりも大きく設定する。
In this case, the pit density on the surface of the substrate provided with the information layer outside the base material thickness tolerance ΔWd may be made smaller than the pit density of the substrate provided with the information layer within the base material thickness tolerance ΔWd. FIG. 2B shows a configuration example when the
以上のように構成すれば、第２の情報層４が光ビーム７の集光光学系の基材厚公差ΔＷｄ外にあったとしても、ピット部で第１の情報層２と同様の反射光量変化が得られ、安定した信号再生が可能となる。
If comprised as mentioned above, even if the
次に、基板表面の情報ピット、あるいはガイド溝のトラック方向の形成パターンについて説明する。第１及び第２の基板１、３上に形成する情報ピットは同心円状でもよいが、マスタリング時のトラックピッチ等の精度を同心円の場合よりも高くできるという点で、従来の光ディスクの場合と同様にスパイラル状であるのが望ましい。このスパイラル状の凹凸ピット列の構成には、用途に応じて２種類ある。
Next, a formation pattern in the track direction of information pits on the substrate surface or guide grooves will be described. The information pits formed on the first and
第１の構成は、第１及び第２の基板１、３上の凹凸ピット列が、光の入射側から見て同一方向に進行する場合である。この場合には、いずれの情報層の情報ピットにトラッキングしたとしても、光ビームは内周から外周への１方向、あるいは外周から内周への１方向に移動する。例えば、光ビームが内周から外周へ移動する構成とした場合には、再生方式として、いずれかの情報層の内周部において管理情報を検出し、情報層間を含めて目的とする情報領域にアクセスする方式を採用することができる。従って、この構成は、高速アクセスを要求される記録媒体に適した構成と言える。
The first configuration is a case where the concavo-convex pit rows on the first and
以上の構成を可能とする第２の基板３を得る方法としては、上記したように、原盤を再度転写した第２の原盤を用いて情報ピットの方向を反転させる方法がある。すなわち、フォトレジストを用いて作製した原盤の表面を第２の原盤に転写することにより、凹凸が逆方向で、かつスパイラル方向が逆のピット列が得られる。この第２の基板３と第１の基板１とを分離層５を介して接着すれば、光の入射側から見てスパイラル方向が同一の記録媒体が得られる。
As described above, as a method of obtaining the
第２の原盤を作製するプロセスを省略する場合には、マスタリング工程時の記録方向を変更することにより、光の入射側から見てスパイラル方向が同一の第１及び第２の情報層２、４を得ることができる。すなわち、フォトレジストの露光時に、ガラス平板の回転方向を、第１の基板１の原盤作製時とは逆方向とすることにより、光の入射側から見てスパイラル方向が同一の第１及び第２の情報層２、４が得られる。但し、この場合、光の入射側から見た情報ピットは第１及び第２の情報層２、４間で逆となる。
When the process of producing the second master is omitted, the first and second information layers 2 and 4 having the same spiral direction when viewed from the light incident side are changed by changing the recording direction in the mastering process. Can be obtained. That is, when the photoresist is exposed, the rotation direction of the glass flat plate is opposite to that when the
第２の構成は、第１及び第２の基板１、３上の凹凸ピット列が、光の入射側から見て逆方向に進行する場合である。この場合には、いずれの情報層の情報ピットにトラッキングしたかに応じて、光ビームの移動方向（内周から外周あるいは外周から内周）が逆になる。
The second configuration is a case where the concavo-convex pit rows on the first and
この構成は、長時間の連続した情報を取り扱う場合に有効である。例えば、光ビームが第１の情報層２の情報ピットを内周から外周へ移動し、第２の情報層４の情報ピットを外周から内周へ移動する構成とした場合を例に挙げて説明する。この場合、光ビームは、第１の情報層２の外周部における最終情報を再生した後、第２の情報層４の外周部に移動する（すなわち、光ピックアップが、同一位置のまま第２の情報層４の情報の開始点にアクセスする）。そして、光ビームは、引き続いて第２の情報層４の外周部から情報の再生を開始する。この情報再生方法は、光ビームが層間を移動する際に光ピックアップの移動を伴わないため、その間の時間的ロスが少ないという点で有効な方法である。さらに、記録ピットがＣＬＶモード（定線速度モード）である場合には、光ピックアップの位置が変わらないため、回転数の変更も小さくできるという点で有効な方法である。
This configuration is effective when long-time continuous information is handled. For example, the case where the light beam moves from the inner circumference to the outer circumference and the information pit of the
以上の構成を可能とする第２の基板３のマスタリング方法としては、第１の基板１の原盤作製時の露光工程とは信号の記録開始点を反対にする方法がある。第１の基板１の情報の記録開始が内周側からである場合には、外周側から露光を行った原盤を用いる。但し、このようにして得られた第１及び第２の基板１、３を用いて作製した記録媒体においては、光の入射側から見て第１及び第２の基板１、３の情報ピットの方向が逆となるので、情報層間でトラッキングの極性を切り替える必要がある。
As a method for mastering the
第２の基板３の他のマスタリング方法としては、ガラス平板の回転方向を、第１の基板１の原盤作製時とは逆とした状態で、上記と同様に外周側から露光を行う方法がある。このようにして得られた第１及び第２の基板１、３を用いて作製した記録媒体においては、光の入射側から見て第１及び第２の基板１、３の上方ピッの方向が同一となるので、情報層間でトラッキングの極性を切り替える必要はない。
As another mastering method of the
次に、再生専用型の情報層と記録再生型の情報層とを備えた上記構成（Ｂ）の再生専用−記録再生型、上記構成（Ｃ）の記録再生−再生専用型について説明する。 Next, the reproduction-only-recording / reproducing type having the above-described configuration (B) including the reproduction-only information layer and the recording / reproducing-type information layer and the recording / reproducing-reproducing-only type having the above-described configuration (C) will be described.
上記構成（Ｂ）と上記構成（Ｃ）を比較した場合、上記構成（Ｂ）のように第１の情報層を再生専用型とし、第２の情報層を記録再生型とする方が、第１の情報層での光吸収を小さく設定できるという点で有利である。上記構成（Ｃ）のように第１の情報層が記録再生型である場合には、情報層に記録するための光吸収が必要である。また、この場合には、第１の情報層２に信号を記録した際に、記録マーク自身による透過光の回折が発生する。このため、第２の情報層４に到達する光量が低下する。
When the configuration (B) is compared with the configuration (C), the first information layer is the reproduction-only type and the second information layer is the recording / reproduction type as in the configuration (B). This is advantageous in that light absorption in one information layer can be set small. When the first information layer is a recording / reproducing type as in the configuration (C), light absorption for recording on the information layer is necessary. In this case, when a signal is recorded on the
図３は、上記構成（Ｂ）の再生専用−記録再生型の光学的情報記録媒体の構成の一例を示す断面図である。図３に示すように、厚さｄ３１の第１の基板３１の片側の表面には、情報信号に従って情報ピット３８が形成されている。さらに、第１の基板３１の片側の表面には、所定の透過率と所定の反射率を有する厚さｄ３２の薄膜からなる第１の情報層３２が成膜されている。また、厚さｄ３３の第２の基板３３の片側の表面には、トラッキング用のガイド溝３９又はサンプルピットが形成されている。さらに、第２の基板３３の片側の表面には、光ビーム７の照射によって光学的な性質が変化する厚さｄ３４の薄膜からなる第２の情報層３４が成膜されている。また、第１の情報層３２と第２の情報層３４との間には、これら第１の情報層３２と第２の情報層３４を一定の距離ｄ３５だけ離して配置するための透明な分離層３５が介在されている。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of the structure of the reproduction-only / recording / reproducing optical information recording medium having the structure (B). As shown in FIG. 3, information pits 38 are formed on the surface of one side of the
第１の情報層３２は、第２の情報層３４に所定の強度の光が到達するように、光ビーム７に対して所定の透過率を有している。第２の情報層３４は、光ビーム７の強度を高めた光照射によって照射部が昇温する。これにより、第２の情報層３４の光学的な性質が変化し、第２の情報層３４に情報が記録される。このため、第２の情報層３４は、光ビーム７に対して吸収率が高く、かつ光学的な変化が大きい、すなわち記録状態の信号再生の効率が高いことの双方を満足する構成となっている。
The
第１の情報層３２は再生専用型であるため、第１の基板３１の表面には、情報信号に従って変調されたパターンからなる情報ピット３８が形成されている。一方、第２の情報層３４は記録再生型であるため、第２の基板３３の表面には、情報を記録する際に光ビームの位置決めを行うトラッキング制御用の凹凸からなるガイド溝、又はサンプルサーボ方式のトラッキングに対応してトラック方向に左右にずれた一対の凹凸からなるサンプルピット（図示せず）が形成されている。また、上記基板がディスク形態である場合、これら情報ピット、ガイド溝又はサンプルピットは、螺旋状に形成され、かつ螺旋の方向が光ビーム７の入射側から見て同一であるのが望ましい。
Since the
次に、上記構成（Ｄ）の記録再生−記録再生型の情報層を備えた記録媒体について、図４を用いて説明する。図４に示すように、厚さｄ４１の第１の基板４１の片側の表面には、トラッキング用のガイド溝４８又はサンプルピットが形成されている。さらに、第１の基板４１の片側の表面には、所定の透過率と所定の反射率を有し、かつ光ビーム７の照射によって光学的な性質が変化する厚さｄ４２の薄膜からなる第１の情報層４２が成膜されている。また、厚さｄ４３の第２の基板４３の片側の表面には、トラッキング用のガイド溝４９又はサンプルピットが形成されている。さらに、第２の基板４３の片側の表面には、光ビーム７の照射によって光学的な性質が変化する厚さｄ４４の薄膜からなる第２の情報層４４が成膜されている。また、第１の情報層４２と第２の情報層４４との間には、これら第１の情報層４２と第２の情報層４４を一定の距離ｄ４５だけ離して配置するための透明な分離層４５が介在されている。
Next, a recording medium provided with the recording / reproducing-recording / reproducing type information layer having the configuration (D) will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, a tracking
この場合にも、基板表面上の構造として、再生専用型の情報層の情報ピットに対して用いた構成を適用するのが有効である。特に、ガイド溝又はサンプルピットと共に基板の表面に形成される記録媒体を管理するためのアドレスピットには、上記した再生専用型の情報ピットに対して用いたすべての方法を適用することができる。 Also in this case, it is effective to apply the structure used for the information pits of the read-only information layer as the structure on the substrate surface. In particular, all the methods used for the read-only information pits described above can be applied to the address pits for managing the recording medium formed on the surface of the substrate together with the guide grooves or sample pits.
記録再生に用いる情報層には、上記構成（Ｂ）の再生専用−記録再生型の場合に用いた情報層を適用することができる。但し、第１の情報層４２には、光ビーム７を一定量だけ吸収し、昇温することによってその状態が変化し、変化した状態が反射光の変化として検出できること、及び第２の情報層４４が記録再生可能なように一定量の光を透過することが必要とされる。さらに、第１の情報層４２には、情報を記録した後においても、同様に一定量の光を透過する特性を維持することが必要とされる。このように、第１の情報層４２には、単に信号の品質が高いだけでなく、情報の記録前後の透過率を考慮した薄膜設計が必要とされる。
As the information layer used for recording / reproduction, the information layer used in the case of the reproduction-only-recording / reproduction type having the above configuration (B) can be applied. However, the
第１の情報層４２を構成する薄膜は、相変化材料のように、薄膜の光学定数が変化し、変化した状態が反射率の変化として検出される。この第１の情報層４２に情報が記録された状態で、第２の情報層４４に光ビームを集光する場合には、第１の情報層４２上を透過した光の一部が回折され、残りのビームが第２の情報層４４に集光される。このため、光ビーム７の強度は、再生専用型の場合よりも高く設定する必要がある。
In the thin film constituting the
一方、信号再生の観点からは、分離層４５の厚さｄ４５を焦点深度以上、少なくとも焦点深度の５倍とすれば、第１の情報層４２を透過する際の光ビームの中に含まれる記録マークの数はその２乗の２５以上となり、クロストークなどの影響が小さくなる。
On the other hand, from the viewpoint of signal reproduction, if the thickness d45 of the
尚、第１の情報層４２を、薄膜の磁化方向が変化する光磁気記録方式とした場合には、透過光が回折することはない。このため、上記のような記録前後における透過光の変化を考慮する必要はないので、有利である。しかし、記録のために第１の情報層４２は一定の光吸収を行う必要がある。従って、照射する光の光量は再生専用型の場合よりも高く設定する方が望ましい。
If the
光記録媒体の特徴として、再生専用型の媒体と記録再生型の媒体を共存させることができるという点がある。また、同一媒体面上において、例えば内周領域に再生専用の領域を設け、外周領域に記録再生領域を設ける、いわゆるパーシャルＲＯＭディスクを作製することも可能である。 A characteristic of the optical recording medium is that a read-only medium and a recording / reproducing medium can coexist. Also, on the same medium surface, for example, it is possible to produce a so-called partial ROM disk in which a read-only area is provided in the inner peripheral area and a recording / reproducing area is provided in the outer peripheral area.
次に、ここまで述べてきた表面に凹凸を備えた２枚の基板を接着する記録媒体を更に拡張した、４つの情報層を備えた記録媒体について、図５を用いて説明する。 Next, a recording medium having four information layers, which is a further expansion of the recording medium for bonding two substrates having unevenness on the surface described so far, will be described with reference to FIG.
図５に示すように、第１の基板５８の片側の表面には、情報信号に対応した情報ピット、光ビームのトラッキング制御を行うためのガイド溝、あるいはサンプルピットが形成されている。さらに、第１の基板５８の片側の表面には、この第１の基板５８に入射した光ビーム７の１部を透過し、かつ所定の反射率を有する第１の情報層５９が成膜されている。第２の基板６０の片側の表面には、情報信号に対応した情報ピット、光ビームのトラッキング制御を行うためのガイド溝、あるいはサンプルピットが形成されている。さらに、第２の基板６０の片側の表面には、第１の情報層５９の反射率よりも高い反射率を有する第２の情報層６１が成膜されている。第１の情報層５９と第２の情報層６１とは対向して配置されており、これら第１の情報層５９と第２の情報層６１との間には、少なくとも１層の第１の分離層６２が介在されている。第１の基板５８と同等の厚さを有する第３の基板６３の片側の表面には、情報信号に対応した情報ピット、光ビームのトラッキング制御を行うためのガイド溝、あるいはサンプルピットが形成されている。さらに、第３の基板６３の片側の表面には、この第３の基板６３に入射した光ビームの１部を透過し、かつ所定の反射率を有する第３の情報層６４が成膜されている。第２の基板６０と実質的に同等の厚さを有する第４の基板６５の片側の表面には、情報信号に対応した情報ピット、光ビームのトラッキング制御を行うためのガイド溝、あるいはサンプルピットが形成されている。さらに、第４の基板６５の片側の表面には、第３の情報層６４の反射率よりも高い反射率を有する第４の情報層６６が成膜されている。第３の情報層６４と第４の情報層６６とは対向して配置されており、これら第３の情報層６４と第４の情報層６６との間には、第１の分離層６２と同等の厚さを有する少なくとも１層の透明な第２の分離層６７が介在されている。また、第２の基板６０と第４の基板６５とは対向して配置されており、これら第２の基板６０と第４の基板６５との間には接着層６８が介在されている。
As shown in FIG. 5, on one surface of the
上記構成の記録媒体は、接着層６８を中心として上下対称な構造であることから、環境温度の変化などに対しても安定な構造であると言える。
Since the recording medium having the above configuration has a vertically symmetrical structure with the
以下、複数の情報層を備えた記録媒体の製造方法及び製造装置について説明する。 Hereinafter, a manufacturing method and a manufacturing apparatus for a recording medium having a plurality of information layers will be described.
２つの情報層のそれぞれを再生する場合に、２つの情報層の間隔が小さすぎると、他方の情報層の反射光あるいは透過光によって生じるクロストークによる再生信号の振幅変動、又はサーボ信号歪等の影響を受ける。逆に、２つの情報層の間隔が大きい場合には、いずれかの情報層で集光スポットに収差が発生する。これらの影響を小さくするためには、２つの情報層の間隔を一定の値に保つ必要があるが、このためには厚み精度の高い分離層を得ることが必要である。また、２つの情報層のそれぞれの表面に形成された情報ピット、サンプルピットあるいはガイド溝の円弧の中心位置がそれぞれ一致するように、両基板を接着することが必要である。但し、これは、記録媒体が円盤状で、回転状態で記録が行われる形態のものに限られる。２つの情報層を備えた媒体の場合には、１つの情報層を備えた媒体の場合に偏心許容量に、さらに各情報層間の中心位置ずれによる第２の偏心が加わった形でトラッキング制御を行う必要がある。本発明は、この第２の偏心をできる限り制御し、記録媒体としてのトラッキングサーボを補償しようとするものである。 When reproducing each of the two information layers, if the interval between the two information layers is too small, the amplitude of the reproduced signal due to crosstalk caused by the reflected or transmitted light of the other information layer, or servo signal distortion, etc. to be influenced. On the other hand, when the distance between the two information layers is large, aberration occurs in the focused spot in one of the information layers. In order to reduce these influences, it is necessary to keep the distance between the two information layers at a constant value. To this end, it is necessary to obtain a separation layer with high thickness accuracy. In addition, it is necessary to bond both substrates so that the center positions of the information pits, sample pits or arcs of the guide grooves formed on the surfaces of the two information layers coincide with each other. However, this is limited to a recording medium having a disk shape and recording in a rotating state. In the case of a medium having two information layers, tracking control is performed in the form of adding a second eccentricity due to a deviation of the center position between each information layer in addition to the allowable eccentricity in the case of a medium having one information layer. There is a need to do. The present invention intends to control the second eccentricity as much as possible to compensate for the tracking servo as a recording medium.
このような観点に立って、ここでは２つの基板の製造方法について説明する。但し、第１の基板はすべて従来と同じ方法で形成することを基本とする。すなわち、第１の基板は、マスタリング工程において原盤を作製し、金型内で射出成形を行うことによって得られる。第２の基板については、第１の基板と同じ工程を用いる場合と、情報ピットの凹凸を反転させるために原盤を再度複製した第２の原盤を用いる場合とがある。射出成形については、第１の基板の場合と同様の工程を用いることができる。尚、本実施例で用いる射出成形器においては、原盤上に形成されたスパイラル状又は同心円状の情報ピット及びガイド溝の中心と、第１及び第２の基板の中心孔を形成するセンター孔形成器の中心位置とが予め高い精度で一致している。この射出成形器を用いれば、中心孔と情報ピット又はガイド溝の中心の位置ずれの小さい第１及び第２の基板が得られる。 From this point of view, here, a method for manufacturing two substrates will be described. However, the first substrate is basically formed by the same method as the conventional one. That is, the first substrate can be obtained by producing a master in the mastering process and performing injection molding in a mold. As for the second substrate, there are a case where the same process as that of the first substrate is used and a case where a second master obtained by replicating the master again to reverse the unevenness of the information pits is used. For injection molding, the same process as that for the first substrate can be used. In the injection molding machine used in the present embodiment, the center hole formation for forming the center of the spiral or concentric information pits and guide grooves formed on the master and the center holes of the first and second substrates is performed. The center position of the vessel coincides with high accuracy in advance. By using this injection molding machine, it is possible to obtain the first and second substrates having a small positional deviation between the center hole and the center of the information pit or guide groove.
次に、第１及び第２の基板間を所定の厚さの分離層を用いて接着する接着装置について説明する。図６は接着装置の概略断面図である。図６に示すように、本接着装置は、第２の基板３を支持するための上部支持部６１と、第１の基板１を支持し、かつ分離層を硬化させるための光源８１を内臓した下部支持部６２と、上部支持部６１を昇降させるための昇降部６３と、分離層を形成する樹脂材料８０を第１の基板１に塗布するための樹脂塗布ノズル６４と、系全体を支持するためのベース６５とにより構成されている。
Next, a bonding apparatus for bonding the first and second substrates using a separation layer having a predetermined thickness will be described. FIG. 6 is a schematic sectional view of the bonding apparatus. As shown in FIG. 6, the bonding apparatus includes an
上部支持部６１は、第２の基板３の平面で接して第２の基板３を固定する基板支持部６６ａと、基板支持部６６ａと昇降部６３を連結する上部ベース部６６ｂと、基板支持部６６ａの中央部に下方に突出して設けられ、下部支持部６２の位置関係を補正するために先端にテーパ状の凹部が形成された上部シャフト８４と、テーパ部によって第２の基板３の位置を調整する第１の内径案内部６８とにより構成されている。尚、上部シャフト８４の周囲には、第１の内径案内部６８を一定の力で下方に押圧するスプリング６９が設けられている。また、基板支持部６６ａの第２の基板３と接する領域には、第２の基板３を真空吸着によって固定するための吸着穴７１が形成されており、基板支持部６６ａの内部に形成された排気穴７０を通じて外部のポンプに排気する構造となっている。
The
一方、下部支持部６２は、第１の基板１を支持する基板支持部７２と、ベース７５に基板支持部７２を固定し、かつ光源８１を収容する光源ボックス７３と、光源ボックス７３の中央部に上方に突出して設けられ、上部シャフト８４の凹部と対向するように先端にテーパ状の凸部が形成された下部シャフト７４と、テーパ部によって第１の基板１の位置を調整する第２の内径案内部７５とにより構成されている。尚、下部シャフト７４の周囲には、第２の内径案内部７５を一定の力で上方に押圧するスプリング４６が設けられている。
On the other hand, the
光源８１は、分離層を形成する樹脂材料８０を硬化させるためのものであり、光源ボックス７３の底面部でかつ基板支持部７２の直下に配置されている。このため、基板支持部７２は、光源８１からの光を透過する材料、例えばガラス、あるいは樹脂材料などで形成されている。さらに、基板支持部７２の第１の基板１と接する領域には、第１の基板１を真空吸着によって固定するための吸着穴７８が形成されており、光源ボックス７３の内部に形成された排気穴７７を通じて外部のポンプに排気する構造となっている。光源ボックス７３の第１の基板１よりも外側の位置で、かつ基板支持部６６ａと対向する位置には、分離層の厚さｄ５を得るためのスペーサ７９が設けられている。
The
樹脂塗布ノズル６４は、外部の樹脂保存漕から押し出された樹脂材料８０を先端から押し出し、第１の基板１上に塗布する。ここで、樹脂塗布ノズル６４の先端は、第１の基板１の中心軸を中心として、第１の基板１の半径の約２／３を半径とする円周上を移動するようにされている。尚、樹脂塗布ノズル６４は、樹脂材料８０を第１の基板１上に塗布する時以外は下部支持部６２上の領域から待避する。
The
図７に、本接着装置において所定の厚さの分離層を得るための構成を示す。図７は、図６に示した接着装置において、上部支持部６１が下降し、第１の基板１と第２の基板３とが分離層５を介して接着された状態を示す一部断面図である。分離層５の厚さｄ５を得るために、第１及び第２の基板１、３の外周の近傍に厚さｄ７９のスペーサ７９が設けられている。スペーサ７９の厚さｄ７９は次の式が成立する値とする。
FIG. 7 shows a configuration for obtaining a separation layer having a predetermined thickness in the bonding apparatus. FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing a state in which the
ｄ７９＝ｄ１＋ｄ３＋ｄ５ （７）
ここで、ｄ１は第１の基板１の厚さ、ｄ３は第２の基板３の厚さである。
d79 = d1 + d3 + d5 (7)
Here, d1 is the thickness of the
一方、第１及び第２の基板１、３の内周部においても厚さｄ５の分離層５を得るために、上部シャフト６７と下部シャフト７４の長さｄ６７、ｄ７４を、基板支持部６６ａの厚さをｄ６５、光源ボックス７３の厚さをｄ７３とした場合に、次の式が成立する値とする。
On the other hand, in order to obtain the
ｄ６７＋ｄ７４＝ｄ６５＋ｄ７３＋ｄ１＋ｄ３＋ｄ５ （８）
これら各部の値の精度を高めれば、内周から外周部にわたって厚さムラの小さい分離層５が得られる。
d67 + d74 = d65 + d73 + d1 + d3 + d5 (8)
If the accuracy of the values of these parts is increased, the
図６、図８を用いて、本接着装置において第１及び第２の情報層間で偏心の少ない接着を行うための構成を説明する。上部支持部６１と下部支持部６２とは、上部シャフト８４の凹部のテーパ部８２と下部シャフト７４の凹部のテーパ部８３によりその中心位置が調整される。昇降部６３によって上部支持部６１が下降した場合、初めに上部シャフト８４の凹部のテーパ部８２と下部シャフト７４の凹部のテーパ部８３とによって上部支持部６１と下部支持部６２の中心位置が補正され、最下点で両シャフト６７、７４の水平面が接した状態で、上部支持部６１と下部支持部６２の中心位置のずれは両シャフト６７、７４の加工精度で決まる数μｍ以下となる。
A configuration for performing bonding with little eccentricity between the first and second information layers in the bonding apparatus will be described with reference to FIGS. 6 and 8. The center positions of the
第１及び第２の基板１、３と上部シャフト８４、下部シャフト７４との位置関係を一定に保つために、両シャフトの８４、７４の円柱部に接し、かつシャフト８４、７４と同じ中心軸を有する第１及び第２の内径案内部６８、７５が設けられている。第１及び第２の内径案内部６８、７５は、先端の直径Ｄ６８、Ｄ７５がそれぞれ基板３、１の中心孔の直径Ｄ３、Ｄ１よりも小さく、他端の直径Ｄ６９、Ｄ７６が基板３、１の中心孔の直径Ｄ３、Ｄ１よりも大きいテーパ状に形成されている。また、第１及び第２の内径案内部６８、７５は、それぞれ上部シャフト８４、下部シャフト７４の上下方向に移動可能であり、両シャフト８４、７４の周囲に設けられたスプリング６９、７６によって第２の基板３を押し下げ、第１の基板１を押し上げる方向に力を加える。上記したように、第１及び第２の基板１、３の直径Ｄ１、Ｄ３の中心孔は、射出成形器により高い位置精度で形成される。この基板３、１の中心孔は、第１及び第２の内径案内部６８、７５のテーパ部によって受けられる。基板３、１は、基板支持部６６ａ、７２に形成された吸着穴７１、７８を通じて吸着され、第１及び第２の内径案内部６８、７５のテーパ部が基板３、１の中心孔に接した状態で、基板３、１が基板支持部６６ａ、７２の表面に固定される。これにより、第２の基板３の情報層の中心軸と上部支持部６１の中心軸は、機械精度に近い値で一致する。同様に、第１の基板１の情報層の中心軸と下部支持部６２の中心軸も、機械精度に近い値で一致する。この状態で上部支持部６１を下降させれば、上部シャフト８４のテーパ部８２と下部シャフト７４のテーパ部８３とにより、第１の基板１の情報層の中心軸と第２の基板３の情報層の中心軸を一致させることができる。
In order to keep the positional relationship between the first and
以上の構成を有する接着装置を用いれば、２つの情報層のそれぞれの表面に形成された情報ピット、サンプルピットあるいはガイド溝の円弧の偏心ずれの小さい記録媒体を得ることが可能となる。 If the bonding apparatus having the above configuration is used, it is possible to obtain a recording medium with small eccentric deviation of the information pits, sample pits, or guide groove arcs formed on the surfaces of the two information layers.
次に、２つの情報層を備えた光記録媒体の製造方法について、図６の接着装置と図９の工程図を用いて説明する。 Next, a method for manufacturing an optical recording medium having two information layers will be described with reference to the bonding apparatus in FIG. 6 and the process diagram in FIG.
まず、図９（ａ）に示すように、片側の表面に情報信号に対応した情報ピット、光ビームのトラッキング制御を行うためのガイド溝、あるいはサンプルピットのいずれかが形成された第１の基板１上に、光ビームの１部を透過し、かつ所定の反射率を有する第１の情報層２のスパッタリング又は蒸着法によって成膜する。また、図９（ｂ）に示すように、片側の表面に情報信号に対応した情報ピット、光ビームのトラッキング制御を行うためのガイド溝、あるいはサンプルピットのいずれかが形成され、かつ第１の基板１と実質的に同じ厚さを有する第２の基板３上に、第１の情報層２の反射率よりも高い反射率を有する第２の情報層４をスパッタリング又は蒸着法によって成膜する。次いで、接着装置の基板支持部７２に第１の基板１を固定し、図９（ｃ）に示すように、樹脂塗布ノズル６４を用いて第１の情報層２上に光硬化性の樹脂材料８０を塗布する。次いで、接着装置の基板支持部６６ａに第２の基板３を装着し、昇降部６３によって上部支持部６１をスペーサ７９に接するまで下降させ、第２の基板３と第１の基板１を分離層５の厚さｄ５の間隔で接着する（図９（ｄ））。次いで、図９（ｅ）に示すように、光源８１からの光７３を第１の基板１側から照射し、樹脂材料８０を硬化させて分離層５を形成する。以上の工程により、２つの情報層２、４を備えた記録媒体が得られる。
First, as shown in FIG. 9 (a), a first substrate on which one of information pits corresponding to an information signal, a guide groove for performing light beam tracking control, or a sample pit is formed on one surface. 1 is formed by sputtering or vapor deposition of the
以上のような方法を採用すれば、原盤を剥離する工程が不要で、単に予め形成された情報ピット面を有する基板を接着することにより、２層構造の記録媒体を得ることができる。その結果、製造時の歩留まりが向上する。 If the method as described above is adopted, a step of peeling the master disc is unnecessary, and a recording medium having a two-layer structure can be obtained by simply bonding a substrate having an information pit surface formed in advance. As a result, the manufacturing yield is improved.
尚、ここでは、樹脂材料８０を第１の情報層２上に塗布する場合を例に挙げて説明したが、第２の情報層４上に樹脂材料８０を塗布してもよい。
Here, the case where the
次に、４つの情報層を備えた光記録媒体の製造方法について、図６の接着装置と図１０の工程図を用いて説明する。 Next, a method for manufacturing an optical recording medium having four information layers will be described with reference to the bonding apparatus in FIG. 6 and the process diagram in FIG.
まず、図１０（ａ）に示すように、片側の表面に情報信号に対応した情報ピット、光ビームのトラッキング制御を行うためのガイド溝、あるいはサンプルピットのいずれかが形成された第１の基板５９上に、光ビームの１部を透過し、かつ所定の反射率を有する第１の情報層５９をスパッタリング又は蒸着法によって成膜する。また、図１０（ｂ）に示すように、片側の表面に情報信号に対応した情報ピット、光ビームのトラッキング制御を行うためのガイド溝、あるいはサンプルピットのいずれかが形成された第２の基板６０上に、第１の情報層５９の反射率よりも高い反射率を有する第２の情報層６１を成膜する。
First, as shown in FIG. 10 (a), a first substrate on which one of information pits corresponding to an information signal, a guide groove for performing light beam tracking control, or a sample pit is formed on one surface. A
次いで、接着装置の基板支持部７２に第１の基板５８を固定し、図１０（ｃ）に示すように、樹脂塗布ノズル６４を用いて第１の情報層５９上に光硬化性の樹脂材料８０を塗布する。次いで、接着装置の基板支持部６６ａに第２の基板６０を装着し、昇降部６３によって上部支持部６１をスペーサ７９に接するまで下降させ、第２の基板６０と第１の基板５８を分離層６２の厚さｄ６２の間隔で接着する。次いで、光源８１からの光１０２を第１の基板５８側から照射し、樹脂材料８０を硬化させて第１の分離層６２を形成する（以上、図１０（ｄ））。以上の工程により、第１の片側２層媒体１０１が得られる。
Next, the
この方法において、図９の工程と異なる点は、図９では厚さが同等の第１及び第２の基板１、３を接着していたのに対し、本構成では、第１の基板５８と接着する第２の基板６０の厚さが限定されない点である。この場合には、接着装置におけるスペーサ７９の厚さ及び上部シャフト８４、下部シャフト７４の長さを変更する必要がある。
In this method, the difference from the process of FIG. 9 is that the first and
図１０（ａ）〜（ｄ）と同様の工程（図１０（ｅ）〜（ｈ））により、第３の基板６３と第４の基板６５を接着した第２の片側２層媒体１０３が得られる。図１０（ｅ）〜（ｈ）中、６４は第３の情報層、６６は第４の情報層、６７は第２の分離層、１０４は光源８１からの光である。この場合、第１の基板５８の厚さと第３の基板６３の厚さは実質的に等しいのが好ましく、また、第２の基板６０の厚さと第４の基板６５の厚さは実質的に等しいのが好ましい。尚、第２及び第４の基板６０、６５の形成方法としては、必ずしも第１及び第３の基板５８、６３と同じ形成方法を用いる必要はなく、記録媒体として全体の基材厚さを薄く保つために、薄型化が容易な例えば光重合法を用いて形成してもよい。
A second one-sided two-layer medium 103 in which the
次いで、図６に示す接着装置と同様の構造の接着装置を用いて、上記第１の片側２層媒体１０１と上記第２の片側２層媒体１０３を接着する。まず、図１０（ｉ）に示すように、第１の片側２層媒体１０１の第２の基板６０上に光硬化性の樹脂材料１０５を塗布する。次いで、図１０（ｊ）に示すように、第２の基板６０と第４の基板６５とを接着し、続いて光源８１からの光１０６を第１の基板５８側から照射することによって樹脂材料１０５を硬化させ、接着層６８を形成する。以上の工程により、４層構造の記録媒体が得られる。但し、図１０（ｊ）に示した接着工程では、図６の接着装置のスペーサ７９及び上部シャフト８４、下部シャフト７４の長さを、記録媒体の全体の厚さ、第１及び第２の分離層６２、６７の厚さ、第１〜第４の情報層５９、６１、６４、６６の厚さに応じて変更することが必要である。また、図１０（ｊ）の露光時においては、光源８１からの光１０６が第１及び第２の情報層５９、６１を透過した後に、樹脂材料１０５に到達することとなるので、例えば図９（ｅ）、図１０（ｄ）又は図１０（ｈ）に示した露光工程の場合よりも、光量を大幅に高めた光１０６を照射することが必要である。
Next, the first single-sided double-
尚、第１及び第２の片面２層媒体１０１、１０３を接着する際に用いる樹脂材料１０５としては、光ビームに対して吸収を示すものでもよく、また、必ずしも光硬化性の樹脂を用いる必要はない。例えば、熱硬化性樹脂、ホットメルト接着剤あるいはその他の接着剤を用いることもできる。従って、図１０（ｊ）の工程においては、光照射は必須ではない。
The
以上のような方法を採用すれば、原盤を剥離する工程が不要で、単に予め形成された情報ピット面を有する基板を、順次接着することにより、４層構造の記録媒体を得ることができる。その結果、製造時の歩留まりが向上する。この４層構造の記録媒体は、２層構造の記録媒体を得るために必要な接着工程を、３回繰り返すことによって得られる。すなわち、４層構造の記録媒体は、基本的に同一の製造装置を用いることによって実現することができ、２層構造の記録媒体の場合とほぼ同様の方法によって実現することができる。 If the method as described above is adopted, a step of peeling off the master is not required, and a recording medium having a four-layer structure can be obtained by simply sequentially bonding a substrate having an information pit surface formed in advance. As a result, the manufacturing yield is improved. This four-layered recording medium can be obtained by repeating the adhesion step necessary to obtain a two-layered recording medium three times. That is, a recording medium having a four-layer structure can be realized basically by using the same manufacturing apparatus, and can be realized by a method almost the same as that of a recording medium having a two-layer structure.
次に、上記の方法で作製した本発明の光学的情報記録媒体の記録再生を行う記録再生装置について、図１１を用いて説明する。図１１に示すように、本記録再生装置は、基本的に、複数の情報層を備えた光学的情報記録媒体である光ディスク１１１と、光ディスク１１１を回転させるスピンドルモータ１１２と、レーザ光等の光源１２１から発生した光ビームを集光する光ピックアップ部１１３と、スピンドルモータ１１２及び光ピックアップ部１１３を制御する５つの回路系とにより構成されている。第１の回路系は、光ピックアップ部１１３の光源１２１を駆動する光変調系１１４である。第２の回路系は、光ピックアップ部１１３から出射した光を光ディスク１１１上に集光させ、かつ情報ピットあるいはガイド溝上に光ビームを追従させるトラッキング等の光ビームの動作を制御する制御系１１５である。第３の回路系は、光ディスク１１１上に形成された情報信号を読み取るための信号再生系１１６である。前記３つの各回路系の少なくとも１つは、それぞれの情報層に対して最適な条件を設定することができるように、２種類以上の条件設定機能を備えている。第４の回路系は、光ビームがいずれの情報層を追従するかに応じて、前記３つの回路系の条件を切り換える層選択系１１７である。第５の回路系は、前記４つの回路系の動作のタイミングを制御するシステム制御系１１８である。
Next, a recording / reproducing apparatus for recording / reproducing the optical information recording medium of the present invention produced by the above method will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 11, this recording / reproducing apparatus basically includes an
本発明は、複数の情報層に情報を記録するか、あるいは記録された情報を再生するに当たり、層選択系１１７を用いて、上記の回路系の条件を最適に選択することにより、複数の情報層にエラーの少ない情報を記録したり、複数の情報層からエラーの少ない情報を再生したりすることを可能にする。 The present invention records information on a plurality of information layers, or reproduces recorded information by using the layer selection system 117 to optimally select the above-mentioned circuit system conditions. It is possible to record information with few errors in a layer and to reproduce information with few errors from a plurality of information layers.
光ディスク１１１から情報信号を再生する際には、システム制御系１１８が回転制御部１１９を制御し、スピンドルモータ１１２を駆動して、光ディスク１１１を一定の速度で回転させる。また、システム制御系１１８から再生状態であることを示す制御信号がレーザ駆動部１２０に入力され、光ピックアップ部１１３から出射する光の強度がシステム制御系１１８の指示する再生パワー値となるように、光源１２１に流れる電流が制御される。光源１２１から放射された光ビームは、光ピックアップ部１１３の光学系と最終の対物レンズ１２２とを経て集光ビームとなり、光ディスク１１１に照射される。
When reproducing an information signal from the
光ディスク１１１で反射された光ビームは、再び対物レンズ１２２、光ピックアップ部１１３内の光学系を経て、複数に分割された受光面を有する光検出器１２３に入射する。光検出器１２３は、入射した光を光電変換し、各受光面の光量の変化に対応した電圧の信号を信号再生系１１６に出力する。光検出器１２３からの出力信号は、プリアンプ１２４によって増幅され、その中の低周波数成分によって光ビーム位置の制御が行われる。
The light beam reflected by the
フォーカス制御部１２６は、光検出器１２３の各受光面からの出力信号の一部を用いてフォーカス誤差信号を得、その信号によってボイスコイル１２５を駆動する。これにより、対物レンズ１２２が光ディスク１１１の面に対して垂直方向に僅かに移動するように制御され、光ディスク１１１上の情報層上に光ビームが集光する。システム制御系１１８は、制御信号Ｓ０３に従ってフォーカシングする情報層を指定する層選択信号を層選択系１１７に出力し、層選択系１１７は光変調系１１４、制御系１１５、信号再生系１１６の動作を情報層に応じて切り換える。これにより、光ディスク１１１上のいずれかの情報層の信号を再生することが可能となる。
The
層識別部１３２は、２値化部１３０の出力信号から層識別信号を復調し、いずれの情報層がフォーカス状態にあるかを識別する。フォーカス状態にある情報層が対象とする情報層でない場合には、フォーカスジャンプ回路１３３がフォーカス位置を情報層間で順次移動させる。フォーカスジャンプ回路１３３は、ボイスコイル１２５を光ディスク１１１に対して垂直方向に瞬時に移動させるためのパルス電圧を、フォーカス制御部１２６の出力信号に重畳する。これにより、対象とする情報層に光ビームを集光することが可能となる。
The
トラッキング制御部１２７は、情報ピットあるいはガイド溝を光ビームが追従するように、光検出器１２３の他の出力信号の組合せからトラッキング制御信号を得、その信号によってボイスコイル１２５を光ディスク１１１の半径方向に僅かに移動させる。再生専用型の情報層を再生する場合には、層選択系１１７の指示により、極性反転器１２８が情報層間でトラッキング極性の切り換えを行い、光ビームが再生専用型の情報層の情報ピットを再生するように、位相差法又は３ビーム法などを用いてトラッキングを行う。一方、記録再生型の情報層を再生する場合には、層選択系１１７の指示により、極性反転器１２８が情報層間でトラッキング極性又はトラッキング方法の切り換えを行い、光ビームが記録再生型の情報層の情報ピットを再生するように、情報層がガイド溝を備えている場合にはプッシュ・プル法を用いて、また情報層がウォブルピットで構成されている場合にはサンプルサーボ法を用いてトラッキングを行う。情報層の種類に応じてトラッキング方法を切り換えることにより、両方の情報層の記録密度を高めることができる。
The
トラッキングジャンプ回路１２９は、ボイスコイル１２５を光ディスク１１１の半径方向に瞬時に移動させるためのパルス電圧を、トラッキング制御部１２７の出力信号に重畳する。これにより、対象とするトラック上に光ビームを移動させることが可能となる。
The
トラッキング制御部１２７からの出力により、極性反転器１２８は、情報層の情報ピットの形成方向、あるいはガイド溝のランドとグルーブのいずれの面に光ビームを追従させるかに応じて、その極性を反転させる。
Based on the output from the
尚、記録媒体が、例えば図２（ａ）に示すように、同じマスタリング工程によって得られた第１及び第２の基板１、３を用いて作製されている場合には、光ビーム７の入射側から見て第１の情報層２と第２の情報層４との間でピットの凹凸の方向が逆となる。このような構造の２層媒体に対しては、フォーカスジャンプ回路１３３によってフォーカス位置を情報層２、４間で移動させると同時に、極性反転器１２８によって情報層２、４間でトラッキング極性の切り換えを行うことにより、瞬時に対象とする情報層の情報ピット上に光ビームを移動させることができる。従って、この方式によれば、情報再生時における情報層間でのアクセス時間が短縮される。
When the recording medium is manufactured using the first and
信号再生系１１６の２値化部１３０は、プリアンプ１２４からの信号の高周波成分を用いてその信号レベルを基準レベルと比較することにより、２値化信号に変換する。次に、デコーダ１３１は、２値化信号を所定の信号フォーマットに従って復調する。これにより、光ディスク１１１上に形成されている記録マークからの情報信号が復調され、システム制御系１１８の指示に従って復調情報Ｓ０２が外部装置に送り出される。
The
また、必要に応じて、光ディスク１１１上の特定の領域に形成された情報層の再生条件あるいは記録条件に関する情報が、層認識部１３２によって復調される。層認識部１３２は、情報層を識別するだけでなく、情報層自身の形態などの情報を復調する機能をも併せ持つ。これらの情報は、記録媒体を作製する製造工程の中で記録しておくのが望ましい。内容としては、情報層が再生専用型であるか、記録再生型であるかを識別するための識別情報、あるいは情報層間で生じる特性差を補正するための情報であり、各情報層での光照射の最適条件、フォーカス制御又はトラッキング制御の最適条件、再生信号を復調する際の最適条件等の情報がある。
Further, the
複数の情報層に情報を記録する場合には、まず、システム制御系１１８が、所定のタイミングで記録される情報からなる記録情報Ｓ０１を、光変調系１１４に取り込む。光変調系１１４は、まず、エンコーダ１３４によって記録信号を所定のフォーマットの記録信号に変換し、さらに、パルスの分割あるいは強度変化を設定する波形設定器１３５の条件に従って、レーザ駆動部１２０により光源１２１の光強度を変調する。この強度変調された光は、光ディスク１１１上の記録層に吸収される。これにより、光ディスク１１１上の記録層に再生マークが形成され、情報の記録が行われる。
When recording information on a plurality of information layers, first, the
尚、波形設定部１３５は、各情報層の記録に最適な記録パターンを備えており、層選択系１１７の出力に同期して、その出力を変化させる。また、レーザ駆動部１２０は、各情報層のそれぞれに対応した変調波形に基づいて、光源１２１からの光を強度変調する。
The
以上のような構成を採用すれば、複数の情報層から最適な条件で情報信号を再生することが可能となり、また、複数の情報層に最適な条件で情報信号を記録し、記録した情報を再生することが可能となる。 By adopting the configuration as described above, it is possible to reproduce information signals from a plurality of information layers under optimum conditions, and also record information signals under optimum conditions in a plurality of information layers, and record the recorded information. It can be played back.
以下、記録再生装置のそれぞれの具体的な動作について詳細に説明する。 Hereinafter, each specific operation of the recording / reproducing apparatus will be described in detail.
図１２に、光ピックアップ部の構成を示す。ここでは、フォーカス方式としてナイフエッジ法を用い、トラッキング方式としてプッシュ・プル法を用いた場合を例に挙げて説明する。 FIG. 12 shows the configuration of the optical pickup unit. Here, a case where the knife edge method is used as the focus method and the push-pull method is used as the tracking method will be described as an example.
図１２に示すように、光源１２１からの光は、コリメートレンズ１４０を経て平行ビームとなり、ビームスプリッター１４１で反射された後、λ／４板１４２、対物レンズ１２２を経て光ディスク１１１に照射される。光ディスク１１１からの反射光は、対物レンズ１２２、λ／４板１４２、ビームスプリッター１４１を透過し、レンズ１４３を経てミラー１４４で一部が反射され、トラッキング用の複数の受光面を有する光検出器１４５に入射する。光検出器１４５の各受光面からの出力はプリアンプ１２４によって増幅され、差動信号からトラッキングエラー信号が得られる。
As shown in FIG. 12, the light from the
一方、ミラー１４４で反射されなかった光は、フォーカシング用の複数の受光面を有する光検出器１４６に入射する。光検出器１４６の各受光面からの出力はプリアンプ１２４によって増幅され、差動信号からフォーカスエラー信号が得られる。尚、図１２中、１１３は光ピックアップ、１２０はレーザ駆動部である。
On the other hand, the light not reflected by the
図１３に、光検出器からの出力によってフォーカス制御を行うフォーカス制御部の一部を示す。通常のナイフエッジ法においては、２分割された受光面を有する光検出器が用いられるが、本実施例においては、図１３に示すように、少なくとも４分割された受光面を有する光検出器１４６が用いられる。これは、２分割された受光面を有する光検出器を用いると、対象とする情報層からのサーボ信号を得る際に、他方の情報層からの反射光の一部が光検出器に入射し、サーボ信号に歪を与えるからである。単に光検出器の受光面積を小さくすれば、サーボ信号の歪を小さくすることが可能となるが、この場合には、フォーカスを引き込む際の引き込み範囲が著しく制限されるという課題がある。
FIG. 13 shows a part of the focus control unit that performs focus control by the output from the photodetector. In a normal knife edge method, a photodetector having a light receiving surface divided into two parts is used. In this embodiment, as shown in FIG. 13, a
このため、本実施例では、光検出器１４６の受光面を少なくとも４分割し、フォーカスの検出領域を、フォーカスの引き込み段階とサーボ時で切り換える方法を用いる。図１３に示すように、光検出器１４６は、受光面が１４６ａ、１４６ｂ、１４６ｃ、１４６ｄの４つに分割されている。光検出器１４６の各受光面１４６ａ、１４６ｂ、１４６ｃ、１４６ｄからの出力は、プリアンプ１２４の各増幅器１４７ａ、１４７ｂ、１４７ｃ、１４７ｄによって増幅され、差動増幅器１４８、１４９によって２種類のフォーカスエラー信号１４８ｓ、１４９ｓが得られる。次いで、切り替え器１５０がフォーカスエラー信号１４８ｓ、１４９ｓのいずれかを選択し、選択されたフォーカスエラー信号１４８ｓ（又は１４９ｓ）はフォーカス駆動回路１５１、フォーカスジャンプ回路１３３（図１１）を経て、光ピックアップ部１１３（図１１）を駆動する。
For this reason, in the present embodiment, a method is used in which the light receiving surface of the
ここで、フォーカス用の光検出器を２分割した場合と４分割した場合のフォーカスエラー信号について、図１４を用いて説明する。横軸はフォーカス方向の位置であり、２つの情報層の位置をＬ１、Ｌ２で示す。図１４（ａ）は２分割でかつ受光面が大きい場合、図１４（ｂ）は２分割でかつ受光面が小さい場合、図１４（ｃ）は４分割でかつ外側の受光面１４６ａ、１４６ｄを用いた場合、図１４（ｄ）は４分割でかつ内側の受光面１４６ｂ、１４６ｃを用いた場合を示す。図１４（ａ）の２分割でかつ受光面が大きい光検出器１５１を用いた場合には、一方の情報層からのフォーカスビームＦ１の近傍に焦点がある場合に、他方の情報層からの反射光Ｆ２が受光面の一部に入射する。このため、フォーカスエラー信号が歪み、焦点位置誤差ｄＦが発生する。また、図１４（ｂ）の２分割でかつ受光面が小さい光検出器１５２を用いた場合には、他方の光ビームの漏れ込みはなく、各情報層の位置Ｌ１、Ｌ２に対応した位置に２つのフォーカスエラー信号のＳ字型曲線が現れ、サーボ動作が可能となる。しかし、フォーカシングの際に、図１４（ａ）の受光面が大きい場合の引き込み範囲Ｍ１に比べて、狭い引き込み範囲Ｍ２となる。このため、記録媒体に反りや面ぶれ等が存在する場合に、動作が不安定となる。
Here, focus error signals when the photodetector for focus is divided into two and four are described with reference to FIG. The horizontal axis is the position in the focus direction, and the positions of the two information layers are indicated by L1 and L2. 14A is divided into two parts and the light receiving surface is large, FIG. 14B is divided into two parts and the light receiving surface is small, and FIG. 14C is divided into four parts and the outer
これらの点を解決するために、本実施例においては、４分割した受光面を有する光検出器１４６を用いる。尚、受光面は、一方の情報層からの反射ビームＦ１が受光面１４６ａと受光面１４６ｂの分割線のほぼ中央に位置し、他方の情報層からの反射ビームＦ２が受光面１４６ｃと受光面１４６ｄの分割線のほぼ中央に位置する形状にする。ここで、受光面における反射ビームＦ１、Ｆ２の中心位置間の距離をＬｆ、受光面上での反射ビームＦ１、Ｆ２のスポットサイズをＬｄとした場合に、外側の受光面１４６ａ、１４６ｄの幅１４６ｗを、Ｌｆよりも大きく、Ｌｆ＋Ｌｄよりも小さく設定する。図１４（ｃ）は４分割でかつ外側の受光面１４６ａ、１４６ｂ（誤り：正しくはｄ）を用いた場合のフォーカスエラー信号であり、２つ情報層からの反射光Ｆ１、Ｆ２に対して受光面が離れているために、情報層が１層の場合と同様のＳ字曲線が現われる。この信号に基づいて、サーボ動作を行うと、フォーカス位置は、一方の情報層の位置Ｌ１と他方の情報層の位置Ｌ２の中間となる。また、この場合、フォーカス信号の動作範囲として、大きな範囲Ｍ３が得られる。図１４（ｄ）は、４分割でかつ内側の受光面１４６ｂ、１４６ｃを用いた場合のフォーカスエラー信号であり、図１４（ｂ）の２分割でかつ受光面が小さい場合と同様のフォーカスエラー信号を示す。
In order to solve these points, in this embodiment, a
本実施例の４分割された光検出器１４６は、図１４（ｃ）の場合のフォーカスエラー信号と図１４（ｄ）の場合のフォーカスエラー信号を切り換えることにより、広いフォーカス引き込み範囲と２つの情報層への安定なフォーカシングを実現することができる。
The
まず、フォーカス引き込み時において、切り替え器１５０は光検出器１４６の外側の受光面１４６ａ、１４６ｄからの出力の差動信号１４９ｓを選択し、フォーカス駆動回路１５１がフォーカス動作を開始する。この段階で、フォーカス点は、２つの情報層の中間に位置している。
First, at the time of focus pull-in, the
次いで、フォーカス駆動回路１５１によってフォーカスの引き込み動作の完了が確認されたならば、フォーカス駆動回路１５１から切り替え器１５０にフォーカス動作完了信号１５１ｓが送られる。切り替え器１５０は、このフォーカス動作完了信号１５１ｓに基づいて光検出器１４６の内側の受光部１４６ｂ、１４６ｃからの出力の差動信号１４８ｓを選択し、２つの情報層のうちのいずれかの層にフォーカシングが行われる。続いて所定の領域でトラッキング動作が行われ、対象とする情報層にフォーカシングされたか否かが識別される。対象外の情報層にフォーカシングされている場合には、フォーカスジャンプ回路１３３が対象とする情報層にフォーカス位置を移動させる。この間、切り替え器１５０の切り替えは行われない。
Next, when the
尚、ここでは、フォーカス方式としてナイフエッジ法を用いた場合を例に挙げて説明したが、必ずしもこの方法に限定されるものではなく、例えば非点収差法を用いてもよい。非点収差法を用いる場合には、図１２のミラー１４４の位置にシリンドリカルレンズを配置し、光検出器１４６の近傍に、図１５に示すような８分割された受光面を有する光検出器１５４を配置する。非点収差法を用いる場合には、ナイフエッジ法の場合と同様に、フォーカス引き込み時において、光検出器１４６の周辺部の受光面１５４ａ、１５４ｂ、１５４ｃ、１５４ｄからの出力が用いられ、フォーカス引き込み動作完了後においては、光検出器１４６の中央部の受光面１５４ｅ、１５４ｆ、１５４ｇ、１５４ｈからの出力を用いてフォーカスエラー信号が得られる。
Here, the case where the knife edge method is used as the focus method has been described as an example. However, the method is not necessarily limited to this method, and for example, the astigmatism method may be used. When the astigmatism method is used, a cylindrical lens is disposed at the position of the
以上の構成を採用することにより、複数の情報層に対し、従来と同等のフォーカス引き込み性能を維持したまま、各層に対して安定なサーボ動作を行うことが可能となる。 By adopting the above configuration, it is possible to perform a stable servo operation on each of the plurality of information layers while maintaining the same focus pull-in performance as before.
複数の情報層を備えた記録媒体の品質を左右するものとして、情報ピットあるいはガイド溝の形状のばらつきがあり、記録再生装置の品質を左右するものとして、光ビームの強度分布の歪、あるいは光検出器等の感度ばらつき等がある。このため、サーボ動作を行う際に、情報層間の干渉あるいは分離層厚の変動等により、フォーカスエラー信号、あるいはトラッキングエラー信号に誤差電圧が発生する。 There are variations in the shape of the information pits or guide grooves that influence the quality of the recording medium having a plurality of information layers, and the distortion of the light beam intensity distribution or the light that affects the quality of the recording / reproducing apparatus. There are sensitivity variations of detectors and the like. For this reason, when the servo operation is performed, an error voltage is generated in the focus error signal or the tracking error signal due to interference between information layers or fluctuations in the separation layer thickness.
フォーカス制御信号又はトラッキング制御信号の誤差を補正するために、層選択系１１７（図１１）の設定に連動して、フォーカス制御部又はトラッキング制御部に対してオフセット調整を行う。例えば、フォーカス制御信号に微小なオフセットを印加することにより、各層間で生じるフォーカスずれを補正する。また、トラッキング制御信号にも同様に微小なオフセットを印加することにより、トラッキングずれを補正する。これにより、各情報層において最適な集光状態が得られる。 In order to correct the error of the focus control signal or the tracking control signal, offset adjustment is performed on the focus control unit or the tracking control unit in conjunction with the setting of the layer selection system 117 (FIG. 11). For example, by applying a minute offset to the focus control signal, the focus shift that occurs between the layers is corrected. Similarly, a tracking offset is corrected by applying a minute offset to the tracking control signal. Thereby, the optimal condensing state is obtained in each information layer.
図１６に、フォーカス制御部の詳細を示す。図１６に示すように、プリアンプ１２４（図１２）の出力信号１２４ｓ中のフォーカス制御に関する信号から、フォーカス誤差検出回路１６０によって、フォーカス誤差信号１６０ｓが得られ、オフセット補償回路１６１を経て、フォーカス駆動回路１６２により、フォーカス制御信号１２６ｓが得られる。フォーカス制御信号１２６ｓは光ピックアップ部１１３（図１１）に送られ、これによりボイスコイル１２５（図１１）が駆動されて、フォーカス制御が行われる。
FIG. 16 shows details of the focus control unit. As shown in FIG. 16, a focus error signal 160 s is obtained by a focus
オフセット補償回路１６１は、外部からの信号に応じて複数のオフセットレベルを設定することができる構成となっている。オフセット補償回路１６１へ入力されるオフセットを設定するオフセット設定器は、第１の情報層２にフォーカシングした場合のオフセットを設定するオフセット設定器１６３と、第２の情報層４にフォーカシングした場合のオフセットを設定するオフセット設定器１６４とからなる。オフセット選択器１６５は、層選択系１１７（図１１）の出力１１７ｓに対応して、オフセット設定器１６３又はオフセット設定器１６４のいずれかのオフセット値を出力する。
The offset
一方、フォーカス駆動回路１６２は、オフセット補償回路１６１から出力された信号１６１ｓを入力し、この信号１６１ｓをゼロとするフォーカス制御信号１２６ｓを出力して、ボイスコイル１２５を駆動する。このフォーカス駆動を行う際の回路のゲインを設定するゲイン設定器は、第１の情報層２の場合のゲインを設定するゲイン設定器１６６と、第２の情報層４の場合のゲインを設定するゲイン設定器１６７とからなる。ゲイン選択器１６８は、層選択系１１７の出力１１７ｓに対応して、ゲイン設定器１６６又はゲイン設定器１６７のいずれかの信号を出力する。以上の構成を採用することにより、２つの情報層に対して最適なフォーカス状態を設定することが可能となる。
On the other hand, the
トラッキング制御に関しても、情報層間で最適な状態を設定すれば、さらに良好な再生、あるいは記録再生が可能となる。図１７に、トラッキング制御部の詳細を示す。図１７に示すように、プリアンプ１２４の出力信号１２４ｓ中のトラッキング制御に関する信号から、トラッキング誤差検出回路１７０によってトラッキング誤差信号１７０ｓが得られ、オフセット補償回路１７１を経て、トラッキング駆動回路１７２によりトラッキング制御信号１２７ｓが得られる。トラッキング制御信号１２７ｓは、極性反転器１２８（図１１）を経て、光ピックアップ部１１３に送られ、これによりボイスコイル１２５が駆動されて、トラッキング制御が行われる。
With regard to tracking control, if an optimum state is set between information layers, even better reproduction or recording / reproduction can be achieved. FIG. 17 shows details of the tracking control unit. As shown in FIG. 17, a
オフセット補償回路１７１は、外部からの信号に応じて複数のオフセットレベルを設定することができる構成となっている。オフセット補償回路１７１へ入力されるオフセットを設定するオフセット設定器は、第１の情報層２にフォーカシングした場合のオフセットを設定するオフセット設定器１７３と、第２の情報層４にフォーカシングした場合のオフセットを設定するオフセット設定器１７４とからなる。オフセット選択器１７５は、層選択系１１７（図１１）の出力１１７ｓに対応して、オフセット設定器１７３又はオフセット設定器１７４のいずれかのオフセット値を出力する。
The offset
一方、トラッキング駆動回路１７２は、オフセット補償回路１７１から出力された信号１７１ｓを入力し、この信号１７１ｓをゼロとするトラッキング制御信号１２７ｓを出力して、ボイスコイル１２５を駆動する。このトラッキング駆動を行う際の回路のゲインを設定するゲイン設定器は、第１の情報層２の場合のゲインを設定するゲイン設定器１７６と、第２の情報層４の場合のゲインを設定するゲイン設定器１７７とからなる。ゲイン選択器１７８は、層選択系１１７の出力１１７ｓに対応して、ゲイン設定器１７６又はゲイン設定器１７７のいずれかの信号を出力する。以上の構成を採用することにより、２つの情報層に対して最適なトラッキング状態を設定することが可能となる。
On the other hand, the tracking
尚、本実施例においては、第１の基板１に形成された情報ピットが光ビームの入射側から見て凸の場合を例に挙げて説明したが、必ずしもこの構成に限定されるものではなく、光ビームの入射側から見て凹であってもよい。この場合には、第２の基板３の情報ピットの凹凸の向きを逆とすることにより、本実施例と同様の効果を有する記録媒体が得られる。
In this embodiment, the case where the information pit formed on the
以下、情報記録媒体の具体的な構成について説明する。 Hereinafter, a specific configuration of the information recording medium will be described.
（実施例１）
図１に示す光学的情報記録媒体の製造方法と、その光学的情報記録媒体の記録再生について説明する。
(Example 1)
A method of manufacturing the optical information recording medium shown in FIG. 1 and recording / reproducing of the optical information recording medium will be described.
第１及び第２の基板１、３の材料としてポリカーボネート樹脂を用い、情報ピットからなる表面を備えた金型を用いて射出成形することによって第１及び第２の基板１、３を作製した。第１の基板１は、直径１２０ｍｍ、厚さ１．２ｍｍであり、その表面に最短ピット長０．８３μｍ、ピット深さ１００ｎｍ、トラックピッチ１．６μｍの情報ピットが形成されている。ここで、情報ピットは、ＥＦＭコードに基づいて形成されたピット列からなっている。この第１の基板１上に、スパッタリング法によって１０ｎｍ厚のＡｕを成膜し、第１の情報層２を形成した。
The first and
一方、第２の基板３は、第１の基板１と同じ直径及び厚さを有しており、その表面に第１の基板１と同じ形状の情報ピットが形成されている。但し、接着後に光ビーム７の入射側から見た渦巻の方向が第１の基板１と第２の基板３で同じとなるように、第２の基板３の情報ピット面から見た凹凸ピット列の渦巻の方向は第１の基板１と逆にされている。第２の基板３上に、スパッタリング法によって１００ｎｍ厚のＡｕを成膜し、第２の情報層４を形成した。尚、第１及び第２の基板１、３の情報ピットは、ピットの存在する側から見て凹となる形状にされている。
On the other hand, the
図６に示した接着装置の基板支持部７２に第１の基板１を固定し、樹脂塗布ノズル６４を用いて第１の情報層２上にアクリル系の紫外線硬化性の樹脂材料８０を塗布した。接着装置の基板支持部６６ａに第２の基板３を装着し、昇降部６３によって上部支持部６１をスペーサ７９に接するまで下降させた。そして、第２の基板３を上部から５ｋｇの圧力で加圧しながら、光源（紫外線ランプ）８１によって光を照射することにより、樹脂材料８０を硬化して第１の情報層２と第２の情報層４との間に厚さｄ５の分離層５を形成した。
The
接着前に各基板の内周部、中周部、外周部の厚さを予め測定し、接着後の厚さとの差を計算することにより、分離層５の厚さｄ５を求めた。その結果、分離層５の厚さの平均値は６５μｍであり、各測定点においても±８μｍ以内の精度であった。また、この場合の波長７８０ｎｍにおける第１の情報層２の反射率は２７．５％、同じく波長７８０ｎｍにおける第２の情報層４の反射率は９１．６％であった。また、情報層間の偏心量は４０μｍであった。
Prior to bonding, the thicknesses d5 of the
この記録媒体に対し、波長７８０ｎｍの光源と、最適基材厚１．２ｍｍに対応しかつ開口率（ＮＡ）０．５の対物レンズを備えた光学系とを用いて情報の再生を行った。サーボ方式としては、フォーカシングにナイフエッジ法を用い、トラッキングにプッシュ・プル法を用いた。フォーカシングに際しては、図１３に示す４分割された受光面を有する光検出器１４６を用いて、引き込み時とサーボ動作時で、フォーカスエラー信号を得る光検出器１４６の受光面を切り換えた。信号再生時の再生光のパワーは１ｍＷである。その結果、第１及び第２の情報層２、４に対して安定なフォーカス動作が行われると共に、情報層間でのフォーカスジャンプも安定に行われることが確認された。尚、情報層間ではトラッキング信号の極性を切り換えた。この結果得られた再生信号に関しては、第１の情報層２と第２の情報層４の双方から良好なアイパターンが観測された。また、双方の再生信号においてジッターを測定したところ、検出窓幅に対する標準偏差値は、第１の情報層２で８．４％、第２の情報層４で８．７％と良好な値を示した。
Information was reproduced from this recording medium using a light source having a wavelength of 780 nm and an optical system corresponding to an optimum substrate thickness of 1.2 mm and having an objective lens having an aperture ratio (NA) of 0.5. As a servo system, a knife edge method was used for focusing and a push-pull method was used for tracking. At the time of focusing, the
さらに、この記録媒体に対し、温度８０℃、相対湿度８０％の高温高湿度中に１００時間放置する実験を行った後に、同様の信号評価を行ったところ、形状変化も少なく、かつ安定な情報再生が可能であると共に、ジッター測定の結果においても変化が無いことが確認された。 Furthermore, after conducting an experiment in which this recording medium was left in a high temperature and high humidity environment with a temperature of 80 ° C. and a relative humidity of 80% for 100 hours, the same signal evaluation was performed. It was confirmed that reproduction was possible and there was no change in the jitter measurement results.
以上の結果から、本方式は複数の情報層を備えた記録媒体を作製する方法として有効であると言える。 From the above results, it can be said that this method is effective as a method for producing a recording medium having a plurality of information layers.
（実施例２）
次に、さらに高密度に情報を形成することが可能な記録媒体の構成について説明する。上記実施例１と同様に、第１及び第２の基板１、３の材料としてポリカーボネート樹脂を用い、情報ピットからなる表面を備えた金型を用いて射出成形することによって第１及び第２の基板１、３を作製した。第１の基板１は、厚さ０．５８ｍｍであり、その表面に最短ピット長０．５μｍ、ピット深さ９０ｎｍ、トラックピッチ０．８μｍの情報ピットが形成されている。この第１の基板１上に、スパッタリング法によって１１ｎｍ厚のＡｕを成膜し、第１の情報層２を形成した。
(Example 2)
Next, the configuration of a recording medium capable of forming information with higher density will be described. As in the first embodiment, polycarbonate resin is used as the material for the first and
一方、第２の基板３は、第１の基板１と同じ厚さを有しており、その表面に第１の基板１と同じ形状の情報ピットが形成されている。但し、接着後に光源側から見た渦巻の方向が第１の基板１と第２の基板３で同じとなるように、第２の基板３の情報ピットの表面から見た凹凸ピット列の渦巻の方向は第１の基板１と逆にされている。第２の基板３上に、スパッタリング法によって１００ｎｍ厚のＡｕを成膜し、第２の情報層４を形成した。尚、第２の情報層４を形成した後の主たる反射面におけるピット形状が第１の基板１と同等になるように、第２の基板３の表面に形成するピットの最短ピット長を０．６μｍとした。但し、各ピットのピッチ及びトラックピッチは第１の基板１と同じにした。
On the other hand, the
図６に示した接着装置の基板支持部７２に第１の基板１を固定し、樹脂塗布ノズル６４を用いて第１の情報層２上にアクリル系の紫外線硬化性の樹脂材料８０を塗布した。接着装置の基板支持部６６ａに第２の基板３を接着し、昇降部６３によって上部支持部６１をスペーサ７９に接するまで下降させた。そして、第２の基板３を上部から８ｋｇの圧力で加圧しながら、光源（紫外線ランプ）８１によって光を照射することにより、樹脂材料８０を硬化して第１の情報層２と第２の情報層４との間に厚さｄ５の分離層５を形成した。
The
接着前に各基板の内周部、中周部、外周部の厚さを予め測定し、接着後の厚さとの差を計算することにより、分離層５の厚さｄ５を求めた。その結果、分離層５の厚さの平均値は５２μｍであり、各測定値においても±５μｍ以内の精度であった。また、この場合の波長６８０ｎｍにおける第１の情報層２の反射率は２８．２％、同じく波長６８０ｎｍにおける第２の情報層４の反射率は８９．６％であった。また、情報層間の偏心量は３５μｍであった。
Prior to bonding, the thicknesses d5 of the
この記録媒体に対し、波長６８０ｎｍの光源と、最適基材厚０．６ｍｍに対応しかつ開口率（ＮＡ）０．６の対物レンズを備えた光学系とを用いて情報の再生を行った。サーボ方式としては、上記実施例１と同様のものを用いた。その結果、第１及び第２の情報層２、４に対して、安定なフォーカス動作が行われると共に、情報層間でのフォーカスジャンプも安定に行われることが確認された。尚、情報層間ではトラッキング信号の極性を切り換えた。この結果得られた再生信号に関しては、第１の情報層２と第２の情報層４の双方から良好なアイパターンが観測された。双方の再生信号においてジッターを測定したところ、検出窓幅に対する標準偏差値は、第１の情報層２で７．６％、第２の情報層４で８．０％と良好な値を示した。
Information was reproduced from the recording medium using a light source having a wavelength of 680 nm and an optical system corresponding to an optimum base material thickness of 0.6 mm and having an objective lens having an aperture ratio (NA) of 0.6. As the servo system, the same servo system as in Example 1 was used. As a result, it was confirmed that a stable focus operation was performed on the first and second information layers 2 and 4 and a focus jump between the information layers was also performed stably. Note that the polarity of the tracking signal was switched between the information layers. With respect to the reproduced signal obtained as a result, a good eye pattern was observed from both the
さらに、この記録媒体に対し、温度８０℃、相対湿度８０％の高温高湿度中に１００時間放置する実験を行った後に、同様の信号評価を行ったところ、形状変化も少なく、かつ安定な情報再生が可能であると共に、ジッター測定の結果においても変化が無いことが確認された。 Furthermore, after conducting an experiment in which this recording medium was left in a high temperature and high humidity environment with a temperature of 80 ° C. and a relative humidity of 80% for 100 hours, the same signal evaluation was performed. It was confirmed that reproduction was possible and there was no change in the jitter measurement results.
（実施例３）
図５に示した４つの情報層を備えた記録媒体の実施例について説明する。上記実施例１と同様に、第１〜第４の基板５８、６０、６３、６５の材料としてポリカーボネート樹脂を用い、情報ピットからなる表面を備えた金型を用いて射出成形することによって第１〜第４の基板５８、６０、６３、６５を作製した。第１及び第３の基板５８、６３は、厚さ０．５８ｍｍであり、その表面に最短ピット長０．５μｍ、ピット深さ９０ｎｍ、トラックピッチ０．８μｍの情報ピットが形成されている。この第１及び第３の基板５８、６３の上に、スパッタリング法によってそれぞれ１１ｎｍ厚のＡｕを成膜し、第１及び第３の情報層５９、６４を形成した。
(Example 3)
An embodiment of the recording medium having the four information layers shown in FIG. 5 will be described. As in the first embodiment, polycarbonate resin is used as the material for the first to
一方、第２及び第４の基板６０、６５は、接着後の記録媒体全体の厚さを小さくするために、第１及び第３の基板５８、６３よりも薄い０．４ｍｍ厚とされており、その表面に第１及び第３の基板５８、６３と同じ形状の情報ピットが形成されている。但し、接着後に光源側から見た渦巻の方向が第１及び第３の基板５８、６３と第２及び第４の基板６０、６５で同じとなるように、第２及び第４の基板６０、６５の情報ピット列の渦巻の方向は第１及び第３の基板５８、６３と逆にされている。この第２及び第４の基板６０、６５上に、スパッタリング法によってそれぞれ厚さ１００ｎｍのＡｕを成膜し、第２及び第４の情報層６１、６６を形成した。尚、第２及び第４の情報層６１、６６を形成した後の主たる反射面におけるピット形状が第１及び第３の基板５８、６３と同等になるように、第２及び第４の基板６０、６５の表面に形成するピットの最短ピット長を０．６μｍとした。
On the other hand, the second and
図６に示した接着装置の基板支持部７２に第１の基板５８を固定し、樹脂塗布ノズル６４を用いて第１の情報層５９上にアクリル系の紫外線硬化性の樹脂材料８０を塗布した。接着装置の基板支持部６６ａに第２の基板６０を装着し、昇降部６３によって上部支持部６１をスペーサ７９に接するまで下降させた。そして、第２の基板６０を上部から８ｋｇの圧力で加圧しながら、光源（紫外線ランプ）８１によって光を照射することにより、樹脂材料８０を硬化して第１の情報層５９と第２の情報層６１との間に第１の分離層６２を形成した。また、接着装置の基板支持部７２に第３の基板６３を固定し、樹脂塗布ノズル６４を用いて第３の情報層６４上にアクリル系の紫外線硬化性の樹脂材料８０を塗布した。接着装置の基板支持部６６ａに第４の基板６５を装着し、昇降部６３によって上部支持部６１をスペーサ７９に接するまで下降させた。そして、第４の基板６５を上部から８ｋｇの圧力で加圧しながら、光源（紫外線ランプ）８１によって光を照射することにより、樹脂材料８０を硬化して第３の情報層６４と第４の情報層６６との間に第２の分離層６７を形成した。
The
接着前に各基板の内周部、中周部、外周部の厚さを予め測定し、接着後の厚さとの差を計算することにより、第１及び第２の分離層６２、６７の厚さを求めた。その結果、第１及び第２の分離層６２、６７の厚さの平均値はそれぞれ５０μｍ、５３μｍであり、各測定点においても±７μｍ以内の精度であった。また、この場合、波長６８０ｎｍにおける第１及び第３の情報層５９、６４の反射率はともに２８．５％、同じく波長６８０ｎｍにおける第２及び第４の情報層６１、６６の反射率はともに８８．７％であった。また、第１及び第２の片面２層媒体１０１、１０３のそれぞれの情報層間の偏心量は３０μｍ、２８μｍと良好な値であった。
Before bonding, the thicknesses of the first and second separation layers 62 and 67 are measured by measuring the thicknesses of the inner, middle, and outer peripheral portions of each substrate in advance and calculating the difference from the thickness after bonding. I asked for it. As a result, the average thicknesses of the first and second separation layers 62 and 67 were 50 μm and 53 μm, respectively, and the accuracy was within ± 7 μm at each measurement point. In this case, the reflectances of the first and third information layers 59 and 64 at a wavelength of 680 nm are both 28.5%, and the reflectances of the second and fourth information layers 61 and 66 at a wavelength of 680 nm are both 88. 0.7%. Further, the amount of eccentricity between the information layers of the first and second single-sided double-
接着装置の基板支持部７２に第１の片面２層媒体１０１を固定し、樹脂塗布ノズル６４を用いて第１の片面２層媒体１０１の第２の基板６０上にアクリル系の紫外線硬化性の樹脂材料１０５を塗布した。接着装置の基板支持部６６ａに第２の片面２層媒体１０３を装着し、昇降部６３によって上部支持部６１をスペーサ７９に接するまで下降させた。そして、第２の片面２層媒体１０３を上部から１０ｋｇの圧力で加圧しながら、光源８１によって光ビーム１０６を照射することにより、樹脂材料１０５を硬化して第１の片面２層媒体１０１と第２の片面２層媒体１０３とを接着層６８を介して接着した。
The first single-sided double-
この記録媒体に対し、上記実施例２と同じ光学系とサーボ方式によって情報の再生を行った。第１及び第３の基板５８、６３のいずれかの面からの２つの情報層の再生に対して、安定なフォーカス動作が行われると共に、情報層間でのフォーカスジャンプも安定に行われることが確認された。得られた再生信号に関しては、いずれの情報層からも良好なアイパターンが観測された。第１〜第４の情報層５９、６１、６４、６６のジッターを測定したところ、検出窓幅に対する標準偏差値は、それぞれ７．９％、８．３％、７．９％、８．２％と良好な値を示した。
Information was reproduced from the recording medium using the same optical system and servo system as in Example 2 above. It is confirmed that a stable focus operation is performed for the reproduction of the two information layers from any one of the first and
さらに、この記録媒体に対し、温度８０℃、相対湿度８０％の高温高湿度中に１００時間放置する実験を行った後に、同様の信号評価を行ったところ、形状変化も少なく、かつ安定な情報再生が可能であると共に、ジッター測定の結果においてもほとんど変化が無いことが確認された。 Furthermore, after conducting an experiment in which this recording medium was left in a high temperature and high humidity environment with a temperature of 80 ° C. and a relative humidity of 80% for 100 hours, the same signal evaluation was performed. It was confirmed that reproduction was possible and there was almost no change in the result of jitter measurement.
（実施例４）
光学的情報記録媒体として図１８に示す構造の具体的構成と、その記録再生について説明する。
Example 4
A specific configuration of the structure shown in FIG. 18 as an optical information recording medium and recording / reproducing thereof will be described.
第１の基板３１はポリカーボネート樹脂からなり、その表面には情報信号に対応してＥＦＭ変調に基づいて情報ピットが形成されている。第１の基板３１の厚さｄ１は０．５８ｍｍ、直径は１２０ｍｍであり、その表面に形成されたピットの最短ピット長は０．４４μｍ、ピット深さは９０ｎｍ、トラックピッチは０．７４μｍである。この第１の基板３１の表面上には、スパッタリング法によって厚さ４０ｎｍのＺｎＳ層を成膜することにより、第１の情報層３２が形成されている。
The
一方、第２の基板３３はポリカーボネート樹脂からなり、その表面には光ビームのトラッキング用のガイド溝が形成されている。第２の基板３３の厚さは０．５８ｍｍ、直径は１２０ｍｍであり、その表面に形成されたガイド溝のピッチは１．４８μｍ、溝幅はピッチの約半分、深さは７０ｎｍである。第２の基板３３の表面上には、Ａｌからなる反射層１８０、ＺｎＳ−ＳｉＯ2 誘電体層１８１、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ記録薄膜層１８２、ＺｎＳ−ＳｉＯ2 誘電体層１８３を順次積層することにより、第２の情報層３４が形成されている。
On the other hand, the
図６に示した接着装置の基板支持部７２に第１の基板３１を固定し、樹脂塗布ノズル６４を用いて第１の情報層３２上に紫外線硬化性の樹脂材料８０を塗布した。接着装置の基板支持部６６ａに第２の基板３３を装着し、昇降部６３によって上部支持部６１をスペーサ７９に接するまで下降させた。そして、第２の基板３３を上部から加圧しながら、光源（紫外線ランプ）８１によって光を照射することにより、樹脂材料８０を硬化して第１の情報層３２と第２の情報層３４との間に分離層３５を形成した。分離層３５の厚さの平均値は４０μｍであり、各測定点においても±８μｍ以内の精度であった。尚、第１の基板３１の厚さｄ１は、光ビーム７を集光する対物レンズ６の最適基材厚が０．６ｍｍのものを用い、この最適点が記録媒体の分離層３５の中心位置となる配置とした。また、この場合の波長６８０ｎｍにおける第１の情報層３２の反射率は１０％、同じく波長６８０ｎｍにおける第２の情報層３４の反射率は１７％であった。
The
この記録媒体に対し、波長６８０ｎｍの光源と、最適基材厚０．６ｍｍに対応しかつ開口率（ＮＡ）０．６の対物レンズとを備えた光学系とを用いて、線速度６ｍ／ｓにおいて記録再生の評価を行った。尚、信号評価時の再生光のパワーは１ｍＷである。その結果、第１及び第２の情報層３２、３４に対して、安定なフォーカス動作が行われると共に、情報層間でのフォーカスジャンプも安定に行われることが確認された。トラッキング方式として、第１の情報層３２に対してはトラックピッチの狭い情報ピットの再生に適した位相差法を用い、第２の情報層３４に対してはガイド溝に適したプッシュ・プル法を用いた。再生信号に関しては、第１の情報層３２から良好なアイパターンが観測され、各マークのジッターを測定したところ、第１の情報層３２においてコード信号の検出窓幅に対するジッターの標準偏差値として、８．４％が得られた。
For this recording medium, a linear velocity of 6 m / s was obtained using a light source having a wavelength of 680 nm and an optical system having an objective lens having an aperture ratio (NA) of 0.6 corresponding to an optimum substrate thickness of 0.6 mm. Evaluation of recording / reproduction was performed. The power of the reproduction light at the time of signal evaluation is 1 mW. As a result, it was confirmed that a stable focus operation was performed on the first and second information layers 32 and 34, and a focus jump between the information layers was also performed stably. As a tracking method, a phase difference method suitable for reproducing information pits having a narrow track pitch is used for the
一方、第２の情報層３４上のガイド溝のランド部とグルーブ部の双方に、最短マーク長０．６μｍのＥＦＭ信号の記録を行った。記録パワー１０ｍＷと消去パワー５ｍＷとの間で変調した光を照射した結果、双方で良好なアイパターンが観測され、最長マーク１１Ｔの振幅は、第１の情報層３２とほぼ同等であった。また、ジッターは、ランド部で９．７％、グルーブ部で９．５％と良好な値を示した。また、これらの情報信号は、繰り返し書き換えることも可能であった。尚、これらの特性は、基板の内周部から外周部まで殆ど同様の特性を示した。
On the other hand, an EFM signal having a shortest mark length of 0.6 μm was recorded on both the land portion and the groove portion of the guide groove on the
さらに、この記録媒体に対し、温度８０℃、相対湿度８０％の高温高湿度中に１００時間放置する実験を行った後に、同様の信号評価を行ったところ、形状変化も少なく、かつ安定な情報再生が可能であると共に、ジッター測定の結果においても変化の無いことが確認された。 Furthermore, after conducting an experiment in which this recording medium was left in a high temperature and high humidity environment with a temperature of 80 ° C. and a relative humidity of 80% for 100 hours, the same signal evaluation was performed. It was confirmed that reproduction was possible and there was no change in jitter measurement results.
以上の結果から、本方式は複数の情報層を備えた記録媒体を作製する方法として有効であると言える。 From the above results, it can be said that this method is effective as a method for producing a recording medium having a plurality of information layers.
（実施例５）
図１９に示す光学的情報記録媒体の具体的構成と、その記録再生について説明する。
(Example 5)
A specific configuration of the optical information recording medium shown in FIG. 19 and its recording / reproduction will be described.
第１の基板３１はポリカーボネート樹脂からなり、その表面には情報信号に対応してＥＦＭ変調に基づいて情報ピットが形成されている。第１の基板３１の厚さｄ１は０．５８ｍｍ、直径は１２０ｍｍであり、その表面に形成された情報ピットの最短ピット長は０．４４μｍ、ピット深さは９０ｎｍ、トラックピッチは０．７４μｍである。この第１の基板３１の表面上には、スパッタリング法によって厚さ１４０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2 からなる誘電体層１９４、厚さ３０ｎｍのＳｉＯ2 からなる誘電体層１９５、厚さ１４０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2 からなる誘電体層１９６を順次積層し、第１の情報層３２が形成されている。
The
一方、第２の基板３３はポリカーボネート樹脂からなり、その表面には光ビームのトラッキング用のガイド溝が形成されている。第２の基板３３の厚さは０．５８ｍｍ、直径は１２０ｍｍであり、その表面に形成されたガイド溝のピッチは１．１μｍ、深さは５０ｎｍである。第２の基板３３の表面上には、厚さ５０ｎｍのＡｕからなる反射層１９８、厚さ５０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2 誘電体層１９８、厚さ１０ｎｍのＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅ記録薄膜層１９９、厚さ２０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2 誘電体層２００、厚さ１４ｎｍのＡｕからなる半透明反射層２０１を順次積層することにより、第２の情報層３４が形成されている。
On the other hand, the
図６に示した接着装置の基板支持部７２に第１の基板３１を固定し、樹脂塗布ノズル６４を用いて第１の情報層３２上に紫外線硬化性の樹脂材料８０を塗布した。接着装置の基板支持部６６ａに第２の基板３３を装着し、昇降部６３によって上部支持部６１をスペーサ７９に接するまで下降させた。そして、第２の基板３３を上部から加圧しながら、光源（紫外線ランプ）８１によって光を照射することにより、樹脂材料８０を硬化して第１の情報層３２と第２の情報層３４との間に分離層３５を形成した。分離層３５の厚さの平均値は４３μｍであり、各測定点においても±９μｍ以内の精度であった。尚、基板厚さはともに、０．５８ｍｍであり、光ビーム７を集光する対物レンズ６の最適基材厚が０．６ｍｍのものを用い、この最適点が記録媒体の分離層３５の中心位置となる配置とした。また、この場合の波長６８０ｎｍにおける第１の情報層３２の反射率は１７％、同じく波長６８０ｎｍにおける第２の情報層３４の反射率は４５％であった。
The
この記録媒体に対し、波長６８０ｎｍの光源と、最適基材厚０．６ｍｍに対応しかつ開口率（ＮＡ）０．６の対物レンズとを備えた光学系とを用いて、線速度１．３ｍ／ｓにおいて記録再生の評価を行った。尚、信号評価時の再生光のパワーは１ｍＷである。その結果、第１及び第２の情報層３２、３４に対して、安定なフォーカス動作が行われると共に、情報層間でのフォーカスジャンプも安定に行われることが確認された。トラッキング方式として、第１の情報層３２に対しては位相差法を用い、第２の情報層３４に対してはプッシュ・プル法を用いた。再生信号に関しては、第１の情報層３２から良好なアイパターンが観測され、各マークのジッターを測定したところ、第１の情報層３２においてコード信号の検出窓幅に対するジッターの標準偏差値として、８．１％が得られた。
For this recording medium, a linear velocity of 1.3 m was obtained using a light source having a wavelength of 680 nm and an optical system having an objective lens having an aperture ratio (NA) of 0.6 corresponding to an optimum substrate thickness of 0.6 mm. Recording / reproduction was evaluated at / s. The power of the reproduction light at the time of signal evaluation is 1 mW. As a result, it was confirmed that a stable focus operation was performed on the first and second information layers 32 and 34, and a focus jump between the information layers was also performed stably. As the tracking method, a phase difference method was used for the
一方、第２の情報層３４上のガイド溝のランド部とグルーブ部の双方に、最短マーク長０．６μｍのＥＦＭ信号の記録を行った。記録パワー１９ｍＷと消去パワー９ｍＷとの間で変調した光を照射した結果、良好なアイパターンが観測され、最長マーク１１Ｔの振幅は、第１の情報層３２とほぼ同等であった。また、ジッターとしては、８．３％が得られた。また、これらの情報信号は繰り返し書き換えることも可能であった。尚、これらの特性は、基板の内周部から外周部まで殆ど同様の特性を示した。
On the other hand, an EFM signal having a shortest mark length of 0.6 μm was recorded on both the land portion and the groove portion of the guide groove on the
さらに、この記録媒体に対し、温度８０℃、相対湿度８０％の高温高湿度中に１００時間放置する実験を行った後に、同様の信号評価を行ったところ、形状変化も少なく、かつ安定な情報再生が可能であると共に、ジッター測定の結果においても変化の無いことが確認された。 Furthermore, after conducting an experiment in which this recording medium was left in a high temperature and high humidity environment with a temperature of 80 ° C. and a relative humidity of 80% for 100 hours, the same signal evaluation was performed. It was confirmed that reproduction was possible and there was no change in jitter measurement results.
（実施例６）
光学的情報記録媒体として図２０に示す構造の具体的構成と、その記録再生について説明する。
(Example 6)
A specific configuration of the structure shown in FIG. 20 as an optical information recording medium and recording / reproducing thereof will be described.
第１の基板４１はポリカーボネート樹脂からなり、その表面には光ビームのトラッキング用のガイド溝が形成されている。第１の基板４１の厚さは０．５８ｍｍ、直径は１２０ｍｍであり、その表面に形成されたガイド溝のピッチは１．４８μｍ、溝幅はトラックピッチの約半分、深さは５０ｎｍである。第１の基板４１の表面上には、厚さ１１０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2 誘電体層２０１、厚さ１０ｎｍのＧｅ2 Ｓｂ2 Ｔｅ5 記録薄膜層２０２、厚さ８０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2 誘電体層２０３を順次積層することにより、書換え可能な第１の情報層４２が形成されている。
The
一方、第２の基板４３はポリカーボネート樹脂からなり、その表面には光ビームのトラッキング用のガイド溝が形成されている。第２の基板４３の厚さは０．５８ｍｍ、直径は１２０ｍｍであり、その表面に形成されたガイド溝のピッチは１．４８μｍ、溝幅はトラックピッチの約半分、深さは５０ｎｍである。第２の基板４３の表面上には、厚さ１００ｎｍのＡｌからなる反射層２０４、厚さ１８ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2 誘電体層２０５、厚さ２５ｎｍのＧｅ2 Ｓｂ2 Ｔｅ5 記録薄膜層２０６、厚さ１１０ｎｍのＺｎＳ−ＳｉＯ2 誘電体層２０７を順次積層することにより、第２の情報層４４が形成されている。
On the other hand, the
図６に示した接着装置の基板支持部７２に第１の基板４１を固定し、樹脂塗布ノズル６４を用いて第１の情報層４２上に紫外線硬化性の樹脂材料８０を塗布した。接着装置の基板支持部６６ａに第２の基板４３を装着し、昇降部６３によって上部支持部６１をスペーサ７９に接するまで下降させた。そして、第２の基板４３を上部から加圧しながら、光源（紫外線ランプ）８１によって光を照射することにより、樹脂材料８０を硬化して第１の情報層４２と第２の情報層４３との間に分離層４５を形成した。分離層４５の厚さの平均値は４０μｍであり、各測定点においても±７μｍ以内の精度であった。尚、第１の基板４１の厚さｄ１は、光ビーム７を集光する対物レンズ６の最適基材厚が０．６ｍｍのものを用い、この最適点が記録媒体の分離層４５の中心位置となる配置とした。また、未記録状態（結晶状態）での第１の情報層４２の反射率は１９％、透過率は４０％、第２の情報層４４の反射率は１７％であった。
The
この記録媒体に対し、波長６８０ｎｍの光源と、最適基材厚０．６ｍｍに対応しかつ開口率（ＮＡ）０．６の対物レンズとを備えた光学系を用いて、線速度６ｍ／ｓにおいて記録再生の評価を行った。尚、信号評価時の再生パワーは１ｍＷである。その結果、第１及び第２の情報層４２、４４に対して、安定なフォーカス動作が行われると共に、情報層間でのフォーカスジャンプも安定に行われることが確認された。 With respect to this recording medium, using an optical system including a light source having a wavelength of 680 nm and an objective lens corresponding to an optimum base material thickness of 0.6 mm and an aperture ratio (NA) of 0.6, at a linear velocity of 6 m / s. Recording / reproduction was evaluated. The reproduction power at the time of signal evaluation is 1 mW. As a result, it was confirmed that a stable focus operation was performed on the first and second information layers 42 and 44 and a focus jump between the information layers was also performed stably.
また、第１の情報層４２上のガイド溝のランド部とグルーブ部の双方に、最短マーク長０．６μｍのＥＦＭ信号の記録を行った。記録パワー１４ｍＷにおいて双方で良好なアイパターンが観測され、最長マーク１１Ｔの振幅は、第１の情報層４２とほぼ同等であった。また、ジッターは、ランド部で１０．８％、グルーブ部で１１．３％と良好な値を示した。
Further, an EFM signal having a shortest mark length of 0.6 μm was recorded on both the land portion and the groove portion of the guide groove on the
一方、第２の情報層４４においても、同様にガイド溝のランド部とグルーブ部の双方に、最短マーク長０．６μｍのＥＦＭ信号の記録を行った。記録パワー１８ｍＷにおいて双方で良好なアイパターンが観測された。また、ジッターは、ランド部で１１．７％、グルーブ部で１２．１％と、再生の一つの基準である１３％を下回り、情報を再生することが可能なレベルにあることが確認された。
On the other hand, in the
さらに、この記録媒体に対し、温度８０℃、相対湿度８０％の高温高湿度中に１００時間放置する実験を行った後に、同様の信号評価を行ったところ、形状変化も少なく、かつ安定な情報再生が可能であると共に、ジッター測定の結果においても変化の無いことが確認された。 Furthermore, after conducting an experiment in which this recording medium was left in a high temperature and high humidity environment with a temperature of 80 ° C. and a relative humidity of 80% for 100 hours, the same signal evaluation was performed. It was confirmed that reproduction was possible and there was no change in jitter measurement results.
以上の結果から、本方式は複数の情報層を備えた記録媒体を作製する方法として有効であると言える。 From the above results, it can be said that this method is effective as a method for producing a recording medium having a plurality of information layers.
Claims (4)
光ビームの入射側の第１の情報層は、少なくとも３層の薄膜を積層した多層薄膜からなると共に、入射した光ビームの一部を透過し、
第２の情報層は、少なくとも４層の薄膜を積層した多層薄膜からなると共に、前記第１の情報層を透過した光ビームを用いて情報信号の記録再生が可能であり、
前記２つの情報層の間には透明な分離層が介在していることを特徴とする光学的情報記録媒体。 An optical information recording medium comprising at least two information layers,
The first information layer on the incident side of the light beam is composed of a multilayer thin film in which at least three thin films are laminated, and transmits a part of the incident light beam,
The second information layer is a multilayer thin film in which at least four thin films are laminated, and information signals can be recorded and reproduced using a light beam transmitted through the first information layer.
An optical information recording medium, wherein a transparent separation layer is interposed between the two information layers.
4. The optical information recording medium according to claim 3, wherein the first and second recording layers are phase change recording thin films.
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| JP4197520B2 (en) | 2008-12-17 |
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