JP2005530291A - 光データ記憶媒体及びそのような媒体の使用 - Google Patents

Abstract

光データ記録媒体（１０）は、波長λと開口数ＮＡを有する集束放射線（１９）を使用する読出しのために記載される。媒体は、基板（１１）と、第一の情報層を有するＬ０（１２）と呼ばれる層の第一スタックと、さらなる情報層を有するＬｎ（１３）と呼ばれる、任意で少なくとも一つの層のスタックとを有する。放射線（１９）の透明なスペーサー層（１４）は、各Ｌ０とＬｎとの間に存在する。厚さｄ_ＴＳ０を有するＴＳ０と呼ばれる転送スタックは、Ｌ０（１２）と媒体（１０）の入り口面（１６）との間にすべての層を有する。厚さｄ_ＴＳｎを有するＴＳｎと呼ばれる転送スタックは、Ｌｎ（１３）と入り口面（１６）との間にすべての層を有する。適用可能なｄ_ＴＳｎが所定値ＤＥＶｄ_ＴＳ０又はＤＥＶｄ_ＴＳｎを超過しない場合、ｄ_ＴＳ０の最大偏差は、媒体（１０）の情報領域にわたって測定され、この値は、λ及びＮＡに依存して設定される。この手法において、力学的な球面収差の修正を必要としないで、情報層（複数）の信頼のある読出しが達成される。

Description

本発明は、読み出し中に媒体の入り口面により入射する、波長λと開口数（ＮＡ）の集束放射線を使用する少なくとも読み出しのための光データ記憶媒体であって、少なくとも、
−媒体の側面に存在する基板と、
−第一の情報層を有するＬ０と呼ばれる層の第一のスタックと、
−入り口面に隣接する放射線の透明なカバー層と、
−ＬＯと入り口面との間に全ての層を有し、厚さｄ_ＴＳ０でＴＳ０と呼ばれる伝送スタックと、を有する光データ記憶媒体に関する。

本発明はまた、そのような媒体の使用に関する。

そのような光記録媒体の実施態様が周知である（例えば、非特許文献１参照）。

８ギガバイト（ＧＢ）又はそれより大きい記録容量を有する書込み及び再生に適する光記録媒体を得るための一定のドライブが存在する。この要求は、幾つかのデジタルビデオディスク、又はさらに、時々、デジタルバーサタイルディスクフォーマット（ＤＶＤ）によって満たされる。ＤＶＤフォーマットは、再生専用のＤＶＤ−ＲＯＭと、データ記憶の書換えのために使用できるＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ及びＤＶＤ＋ＲＷと、一度だけ書込みできるＤＶＤ−Ｒと、に分類できる。今日では、ＤＶＤフォーマットは、４．７ＧＢ、８．５ＧＢ、９．４ＧＢ及び１７ＧＢの容量を備えるディスクを有する。

８．５ＧＢと、特に、９．４ＧＢ（ＤＶＤ−９）及び１７ＧＢ（ＤＶＤ−１８）フォーマットは、より複雑な構成を表わし、通常は、複数の情報の記録層を有する。４．７ＧＢの単一層の書換え可能なＤＶＤフォーマットは、例えば、従来のコンパクトディスク（ＣＤ）と比較して扱いが容易であるが、録画目的のためには不十分な記憶容量を提供する。

今日提案されている高記録容量のフォーマットは、デジタルビデオレコーディング（ＤＶＲ）である。現在、２つのフォーマットが開発されており、ＤＶＲ−ｒｅｄとＤＶＲ−ｂｌｕｅであり、後者はまた、ブルーレイディスク（ＢＤ）と呼ばれ、レッド及びブルーは、書込みと読出しのために使用される放射線の波長を意味する。このディスクは容量の問題を克服し、簡素な形態で、２２ＧＢまでの容量、又はＤＶＲ−ｂｌｕｅではそれより以上の容量を有する、高密度のデジタルビデオの書込み及び記憶に適する、単一の記憶層の形態を有する。

ＤＶＲディスクは、一般的には、片面又は両面に情報記憶層を表わすディスク状の基板を有する。さらに、ＤＶＲディスクは、一つ以上の放射線の伝送層を有する。それらの層は、ディスクから読出すか、又はディスクに書込むため使用される放射線に伝送される。例えば、情報記憶層に適用される、伝送カバーの層である。一般的に、高密度ディスクにおいて、例えば、０．６０より高い、高い開口数（ＮＡ）のレンズは、比較的低波長の前述のような放射線を集束するために使用される。ＮＡが０．６０より高いシステムにおいて、例えば、厚さの変化及びディスク傾斜上の耐久性を減少させることにより、０．６乃至１．２ｍｍの範囲の基板の厚さで基板入射記録を適用することはますます困難になる。この理由において、高いＮＡで記録し読出すディスクを使用する場合、第一の記録する積層の記録層に対する集束は、基板の反対側から実行される。第一の記録層が環境から保護されるべき理由で、例えば、０．５ｍｍより薄い、少なくとも一つの比較的薄い放射線伝送のカバー層が、放射線が集束されて使用される。明らかに、基板にとって放射線伝送の必要はなく、他の基板物質、例えば、金属又はその金属合金が使用される。

二重スタックの光データ記憶媒体は、２つの反射性の情報層を有し、それらは、媒体の同一側から読出される。第二の記録スタックが存在する、この二重スタック媒体の場合、放射線伝送のスペーサー層は、記録スタック間に必要とされる。さらなる記録スタックは、第一の記録スタックの第一の情報層から読出しを可能にするために、放射線の波長に対して少なくとも部分的に透明でなければならない。スペーサー層の厚さは、情報層が互いに光学的に非結合されるようにして選択される。この場合、レーザービームは、各記憶層で個々に集束可能であり、他の記憶層との信号の干渉は生じない。放射線の伝送層又は基板から最も離れている放射線源と記録スタックとの間に存在する層は、通常は、カバー層と呼ばれる。組立式シートが伝送層として使用される場合、カバー層を互いに接合するために、余分な伝送層が必要とされる。

ＤＶＲディスクにおいて、ディスクの放射状の拡張にわたる放射線の伝送層の厚さの変化又は不均一は、衝突する放射線における光の経路の長さでの変化を最小限にするために、非常に慎重に制御されるべきである。特に、波長が実質的に４０５ｎｍに等しく、ＮＡが実質的に０．８５に等しい、放射線を使用する、ＢＤ又はＤＶＲ−ｂｌｕｅバージョンでの焦点における放射線の光の質は、特に、伝送層の厚さの変化に対して比較的感受性が高い。全層の厚さは、例えば、第一の情報記録層の集束放射線の最小の光の球面収差を得るために、最適値を有する。この最適な厚さからの、例えば、＋／−５μｍの偏差は、すでに、このタイプの光行差のかなり許容しがたい量を導入する。システムに依存して、スペーサー層の厚さは、数μｍ乃至約１００μｍの範囲となることができる。加えて、ディスクはカバー層を有することができる。そのような層は、通常は、プラスチックホイルを使用することによって、又は樹脂層をスピンコーティングすることによって成される。さらに、他の製造工程が採用できる。それらの技術的な工程は、スペーサー／カバー層の厚さの変化に帰着する。これは、特に、スピンコーティングが採用される場合に、ディスクの放射方向の変化において、特に事実である。結果として、ディスクの入り口表面に関する情報層の深さの位置と、情報層間の距離は、ディスク内で相当に変化できる。そのような変化は、情報層間のジャンプで遅れる、低品質の信号となるシステムの追加的な光学の球面収差を引き起こし、結局、システムの機能不良に結びつく。成功した読出し及び書込みのために、シャープな集束がディスクの各情報層で可能となるべきである。したがって、スペーサー／カバー層の変化によって引き起こされる追加的な光学の球面収差は、光ドライブによって修正されるべきである。変化が十分に小さく、アクチュエータの集束範囲内である場合、アクチュエータ自体によって修正できる。変化がアクチュエータの作用範囲よりも大きい場合、力学的な光学の球面収差の修正が採用されるべきか、又は他のサーボ方法がシステムに導入されるべきである。

前述のように、大量生産された単一スタック及び複数のスタックの光データの記憶媒体は、スペーサー／カバー層の厚さの変化を所有する。それらの変化により、情報層の深さの位置は所定値から外れる。そのような偏差がサーボの悪化を処理する集束システムにおいてあまりにも大きい場合、データ信号は、不十分なシステムの実行の結びつきを生じる。ディスクの多大な深さの位置の偏差を補償する解決策は、光ドライブでの光のピックアップユニット（ＯＰＵ）の力学的な球面偏差（ＳＡ）の修正単位となり得る。この方法の問題点は、連続的にＳＡ誤差信号を生成する必要性である。
K.Hayashi, K. Hisada and E. Ohta "New Replication Process Using Function-assigned Resins for Dual-layered Disc with 0.1 mm thick Cover layer" Technical Digest ISOM 2001, Taipei, Taiwan

本発明の目的は、情報層からのデータの信頼できる読出しを有する序章に記載のような種類の媒体を提供することである。

この目的は、媒体の所定エリアの平均値ｄ_ＴＳ０からそれぞれのｄ_ＴＳ０の最大の偏差が、媒体の全領域にわたって測定される所定値ＤＥＶｄ_ＴＳ０を越えず、ＤＥＶｄ_ＴＳ０がλ及びＮＡの依存性で設定される、光データの記憶媒体によって、本発明と一致して達成される。

この手法において、媒体のレイアウトは、力学的な球面収差（ＳＡ）修正が、集束の修正及びデータの信頼にある読出しにおいて必要なく達成される。力学的なＳＡ修正は、最大の偏差が超過した場合に必要とされ得る。しかし、本発明にしたがって、球面収差のための実質的な修正は、媒体の第一の情報層が光の媒体ドライブによって走査される場合に必要とされない。走査中、ＯＰＵは、媒体が回転する一方で、内側に放射状に又は外側に放射状に移動する。ＴＳ０の厚さの偏差が前述の制限内である場合、さらに球面収差は、媒体の情報領域にわたる許容可能な制限内に留まる。伝送スタックの厚さの偏差は、球面収差Ａ４０を主に引き起こす。球面収差は、波面誤差を導く。放射線の正確な集束において、波面誤差ｒｍｓは、０．０３３λを超過しない。誤差がλの単位で表わされるので、波面誤差が放射線のＮＡ、集束放射線が移動する伝送スタックの厚さｄ及び屈折率ｎ、λに多大に依存することを計算は示す。Ａ４０の一般的な式は、

通常は、光のディスクシステムにおいて、所定の厚さｄでの偏差は、反対表示の球面収差の同量を導入するように設計される目的によって消去される。したがって、厚さｄがΔｄの量によってその所定値から外れ、式中のｄがそれに応じて解釈されるべき場合、実際上、問題が単に生じる。最大の許容可能なΔｄは、ＤＥＶｄ_ＴＳ０に変化する。

実施態様において、ＤＥＶｄ_ＴＳ０＝±３μｍである。特に、例えば、５００ｎｍより短い放射線波長λ及び０．７５よりも大きいＮＡを使用する媒体の場合、この値は、前述の制限内で維持されるべきである。

好ましい実施態様において、媒体は、少なくとも、
−Ｌｎがさらなる情報層を有し、Ｌ０よりも入り口面に近接する位置で存在する、ｎが１以上の整数でＬｎと呼ばれる、さらなる一つの層のスタックと、
−Ｌ０からＬｎまでの各間の放射線の透明なスペーサー層と、
−Ｌｎと入り口面との間のすべての層を含み、厚さｄ_ＴＳｎのＴＳｎと呼ばれる伝送スタックとを有し、ｄ_ＴＳｎの最大偏差が、媒体の全領域にわたって測定された所定値ＤＥＶｄ_ＴＳｎを超過せず、ＤＥＶｄ_ＴＳｎがλ及びＮＡに依存して設定される。さらに記録レベルＬｎを導入することは、媒体の記憶容量を増大する。スタックＬｎは、Ｌ０スタックで読出し及び書込みを可能にするために、放射線に対して、少なくとも部分的に透明となるべきである。再度、特に、例えば、５００ｎｍより短い放射線波長λ及び０．７５よりも大きいＮＡを使用する媒体の場合、この値、ＤＥＶｄ_ＴＳｎは、好ましくは、±３μｍ内に維持されるべきである。そのような複数スタックの媒体が使用される場合、球面収差の修正が必要とされる事例は、ＯＰＵが一つの情報層から別の情報層まで集束する間で切り替わる場合である。この修正は、特別の手段を有するＯＰＵで実行され、力学的である必要はない。

好ましくは、ＤＥＶｄ_ＴＳ０＝±２μｍである。製造及び作業条件（温度、湿度など）によって引き起こされる可能な媒体の変形を心に留めて、記憶層の深さの位置の変化は、±２μｍよりもむしろ小さくなるべきである。

特別な実施態様において、Ｌ１と呼ばれる唯一のさらなる層のスタックが存在し、ＤＥＶｄ_ＴＳ１＝±２μｍで、λが４００ｎｍ乃至４１０ｎｍの範囲で、ＮＡが０．８４乃至０．８６の範囲のさらなる情報層を有する。ブルーレイディスク（ＢＤ）に適用するそれらの値は、信頼できる読出しが力学的なＳＡ修正なしで可能である場合で既に記載された。ＢＤは、効果的な屈折率ｎ_ＴＳ０及びｎ_ＴＳ１と厚さｄ_ＴＳ０及びｄ_ＴＳ１を備える２つの伝送スタックＴＳ０及びＴＳ１を有する。ＢＤｎ_ＴＳ０及びｎ_ＴＳ１において、両者は１．６又はそれに近い値を有し、下記の条件、ｄ_ＴＳ０が９５μｍ以上１０５μｍ以下で、ｄ_ＴＳ１が７０μｍ以上８０μｍ以下で満たされる。透明な層として使用されるほとんどのプラスチックの物質は、１．６又はこれに実質的に近い屈折率を有する。Ｌ０とＬ１との間の層はスペーサー層と呼ばれ、Ｌ１と入り口面との間の層はカバー層と呼ばれる。

さらなる実施態様において、スペーサー層の厚さは２０μｍであるか、又は実質的に２０μｍに近く、カバー層の厚さは８０μｍであるか、又は実質的に８０μｍに近い。実質的に固定されたスペーサーの値及びカバー層の厚さはユーザにとって製造の観点から有利である。例えば、製造の一つの方法は、媒体の他の層との接触をもたらした後のＵＶ硬化の感圧接着剤（ＰＳＡ）を有するシートの応用を有する。この物質は、通常は、片側又は両側にＰＳＡを備え、所定の厚さで成される、ホイルのシートとして供給される。ＢＤにおいて、スペーサー層の厚さは、２０μｍ乃至３０μｍ間であり、カバー層の厚さは、例えば、８０μｍ乃至７０μｍ間にしたがって調節されるべきである。

本発明は、添付図を参照してより詳細に説明される。

図１において、本発明による二重スタックの光データの記憶媒体１０の実施態様が示される。４０５ｎｍの波長λと０．８５の開口数（ＮＡ）を有する集束レーザービーム１９は、読取り中に媒体１０の入り口面１６により入る。ポリカーボネートから成る基板１１は、その側面に、第一の情報層を有するＬ０と呼ばれる層の第一スタック１２と、第二の情報層を有するＬ１と呼ばれる層の第二スタック１３とが存在する。Ｌ１は、入り口面１６に近接する位置で存在し、Ｌ０はＬ１よりも入り口面１６からさらに離れて存在する。例えば、ＤＩＣより成るＳＤ６９４であるＵＶ硬化樹脂から成る透明なスペーサー層１４は、Ｌ０とＬ１との間に存在する。透明なカバー層１５は、入り口面１６とＬ１との間に存在し、同一の物質で成されるか、又はＰＣのシート、あるいは感圧接着剤（ＰＳＡ）を備えるＰＭＭＡで成されてよい。スペーサー層はまた、ＰＳＡと組み合わされたシートであってよい。ＴＳ０と呼ばれる転送スタックは、１００μｍの厚さｄ_ＴＳ０と効果的な屈折率ｎ_ＴＳ０＝１．６を有し、Ｌ０と入り口面１６との間にすべての層を含む。Ｌ１スタック１３は、最大で数百ｎｍの比較的薄い厚さを有し、その影響は無視できる。自然と、Ｌ１は光の転送に影響するが、この態様はここでは扱われない。ＴＳ１と呼ばれる転送スタックは、８０μｍの厚さｄ_ＴＳ１と効果的な屈折率ｎ_ＴＳ１＝１．６を有し、Ｌ１と入り口面１６との間にすべての層を含む。スタックＴＳ１は、カバー層１５に対応する。スペーサー層１４は、２０μｍの厚さを有する。ｄ_ＴＳ０の最大偏差は、媒体１０の情報領域にわたって測定された、±２μｍの所定値ＤＥＶｄ_ＴＳ０を超過しない。ｄ_ＴＳ１の最大偏差は、媒体１０の全領域にわたって測定された、±２μｍの所定値ＤＥＶｄ_ＴＳ１を超過しない。したがって、波面誤差Ａ４０は、０．０３３λｒｍｓを超過しない。

図２において、カバー層の厚さでの偏差によって引き起こされる波面誤差の計算が表わされる。入り口面１６に（図１）近接して位置する、Ｌ１のさらなる情報層に集束する場合、図のグラフ２１は、ＤＥＶｄ_ＴＳ１の計算に対応する。媒体１０の基板１１に（図１）近接して位置する、Ｌ０の第一の情報層に集束する場合、グラフ２２は、ＤＥＶｄ_ＴＳ１の計算に対応する。この図から分かるように、点線２３で示される０．０３３λより以下の波面誤差ｒｍｓを維持するために、情報層の深さの位置の偏差は、±３μｍを超過するべきでない。製造と作業条件によって引き起こされる媒体の可能な変化を考慮して、偏差は、もしろ±２μｍより以下にするべきである。

前述の実施態様は本発明を制限するよりも、むしろ本発明を例示し、当業者が請求項の範囲から逸脱せずに多数の代替となる実施態様を設計できることを注意するべきである。請求項において、括弧内の符号は、請求項を制限するように解釈されない。文言としての“有する”は、請求項に列記された以外の要素又は段階の存在を除外しない。単数表現の要素は、そのような要素の複数の存在を除外しない。ある手段が相互に異なる独立項で詳細にされるという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用できないことを示さない。

本発明によると、二重スタックの光データ記録媒体は、波長λと開口数ＮＡを有する集束放射線を使用する読出しのために記載される。媒体は、基板と、第一の情報層を有するＬ０と呼ばれる層の第一スタックと、さらなる情報層を有するＬｎと呼ばれる、任意で少なくとも一つの層のスタックとを有する。放射線の透明なスペーサー層は、各Ｌ０とＬｎとの間に存在する。厚さｄ_ＴＳ０を有するＴＳ０と呼ばれる転送スタックは、Ｌ０と媒体の入り口面との間にすべての層を有する。厚さｄ_ＴＳｎを有するＴＳｎと呼ばれる転送スタックは、Ｌｎと入り口面との間にすべての層を有する。適用可能なｄ_ＴＳｎが所定値ＤＥＶｄ_ＴＳ０又はＤＥＶｄ_ＴＳｎを超過しない場合、ｄ_ＴＳ０の最大偏差は、媒体の情報領域にわたって測定され、この値は、λ及びＮＡに依存して設定される。この手法において、力学的な球面収差の修正を必要としない情報層の信頼のある読出しが達成される。

２つの情報層（Ｌｎ＝Ｌ１）を有する本発明による光データの記憶媒体のレイアウトを概略して示す図である。 情報層の深さの位置の偏差ＤＥＶｄ_ＴＳｎの関数として、計算された波面誤差ｒｍｓを示す図である。

Claims (7)

1. 読み出し中に媒体の入り口面により入射する、波長λ及び開口数（ＮＡ）の集束放射線を使用する少なくとも読み出しのための光データ記憶媒体であって、少なくとも、
   −該媒体の側面に存在する基板と、
   −第一の情報層を有するＬ０と呼ばれる層の第一のスタックと、
   −前記入り口面に隣接する放射線の透明なカバー層と、
   −ＬＯと前記入り口面との間に全ての層を有し、厚さｄ_ＴＳ０でＴＳ０と呼ばれる伝送スタックと、を有し、前記媒体の所定領域の平均値ｄ_ＴＳ０からそれぞれのｄ_ＴＳ０の最大偏差が、媒体の情報領域にわたって測定される所定値ＤＥＶｄ_ＴＳ０を越えず、ＤＥＶｄ_ＴＳ０がλ及びＮＡに依存して設定されることを特徴とする光データ記憶媒体。
2. 前記ＤＥＶｄ_ＴＳ０は、±３μｍであるであることを特徴とする請求項１に記載の光データ記憶媒体。
3. 前記媒体は、少なくとも、
   −Ｌｎがさらなる情報層を有し、Ｌ０よりも前記入り口面に近接する位置で存在する、ｎが１以上の整数でＬｎと呼ばれる、さらなる一つの層のスタックと、
   −Ｌ０からＬｎまでの各間の放射線の透明なスペーサー層と、
   −Ｌｎと前記入り口面との間のすべての層を含み、厚さｄ_ＴＳｎのＴＳｎと呼ばれる伝送スタックとを有し、ｄ_ＴＳｎの前記最大偏差が、前記媒体の全領域にわたって測定された所定値ＤＥＶｄ_ＴＳｎを超過せず、ＤＥＶｄ_ＴＳｎがλ及びＮＡに依存して設定されることを特徴とする請求項１に記載の光データ記憶媒体。
4. 前記ＤＥＶｄ_ＴＳｎは、±３μｍであるであることを特徴とする請求項３に記載の光データ記憶媒体。
5. 前記ＤＥＶｄ_ＴＳ０は、±２μｍであるであることを特徴とする請求項１に記載の光データ記憶媒体。
6. Ｌ１と呼ばれる唯一のさらなる層のスタックが存在し、ＤＥＶｄ_ＴＳ１が±２μｍで、λが４００ｎｍ乃至４１０ｎｍの範囲で、ＮＡが０．８４乃至０．８６の範囲のさらなる情報層を有することを特徴とする請求項３に記載の光データ記憶媒体。
7. 少なくとも一つの情報層から信頼できるデータの読出しのための前述までの請求項のいずれか一項に記載の光データ記憶媒体の使用。

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