JP2008181657A - Optical disk and its recording and playing-back device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、情報の高密度記録を可能とした光ディスクとその記録再生装置の改良に関する。 The present invention relates to an improvement in an optical disc that enables high-density recording of information and a recording / reproducing apparatus thereof.
周知のように、近年では、情報の高密度記録が可能な光ディスクとして、片面1層に4.7GB(Giga Byte)もの情報記録容量を有するDVD(Digital Versatile Disk)が実用化されている。 As is well known, in recent years, a DVD (Digital Versatile Disk) having an information recording capacity of 4.7 GB (Giga Byte) per layer on one side has been put to practical use as an optical disk capable of high-density recording of information.
このDVDには、例えば、再生専用のDVD−ROM(Read Only Memory)や、書き替え可能なDVD−RAM(Random Access Memory)等の、複数の種類が用意されている。 For this DVD, a plurality of types such as a read-only DVD-ROM (Read Only Memory) and a rewritable DVD-RAM (Random Access Memory) are prepared.
そして、DVDでは、厚さ0.6mmの透明基板上に情報記録層を形成し、レーザ光を、透明基板を透過させて情報記録層上に集束させることにより、情報の書き込みや読み取りを行なう構成となっている。 In a DVD, an information recording layer is formed on a transparent substrate having a thickness of 0.6 mm, and laser light is transmitted through the transparent substrate and focused on the information recording layer, thereby writing and reading information. It has become.
この場合、レーザ光を集束する対物レンズの開口数NA(Numerical Aperture)は、0.6を基準値としている。また、透明基板の屈折率nは、波長650nmのレーザ光に対して、1.45〜1.65の範囲に指定されている。 In this case, the numerical aperture NA (Numerical Aperture) of the objective lens that focuses the laser light is 0.6 as a reference value. The refractive index n of the transparent substrate is specified in the range of 1.45 to 1.65 for laser light having a wavelength of 650 nm.
このため、透明基板には、上記の条件に合致した基板材料が選定される。この基板材料としては、一般的にポリカーボネートが用いられている。この場合、透明基板の屈折率nは1.58となっている。 For this reason, a substrate material that meets the above conditions is selected for the transparent substrate. As the substrate material, polycarbonate is generally used. In this case, the refractive index n of the transparent substrate is 1.58.
上記のように、DVDを構成する透明基板の厚さは、0.6mmを基準値としている。ところが、実際には、透明基板の厚さに、製造上のばらつきが生じることは避けられないことである。 As described above, the reference value of the thickness of the transparent substrate constituting the DVD is 0.6 mm. However, in practice, it is inevitable that manufacturing variations occur in the thickness of the transparent substrate.
しかしながら、DVDに対して記録再生を行なう光学系側が、透明基板の厚さを基準値である0.6mmとして設計されていると、透明基板の厚さが0.6mmからばらついた場合に収差が発生する。 However, if the optical system side for recording / reproducing with respect to the DVD is designed with a transparent substrate thickness of 0.6 mm, which is a reference value, an aberration occurs when the thickness of the transparent substrate varies from 0.6 mm. appear.
この光学系の収差は、DVDの情報記録層上に集束されるビームスポットの径を増大させ、情報の記録再生に悪影響を与えるため、一定値以下に抑えておく必要がある。 The aberration of this optical system increases the diameter of the beam spot focused on the information recording layer of the DVD and adversely affects the recording / reproducing of information, so it is necessary to keep it below a certain value.
ここで、透明基板の厚さのばらつきに起因して発生する光学系の収差は、透明基板の厚さの設計値からのずれと、その透明基板の屈折率の設計値からのずれとの、両方によって決まる。 Here, the aberration of the optical system caused by the variation in the thickness of the transparent substrate is a deviation from the design value of the thickness of the transparent substrate and a deviation from the design value of the refractive index of the transparent substrate. It depends on both.
このため、DVDの場合には、透明基板の厚さのばらつきに起因する光学系の収差を一定値以下に抑えるために、透明基板に許容される厚さの範囲を、その屈折率nとの2次元範囲として規定している。 For this reason, in the case of DVD, in order to suppress the aberration of the optical system due to the variation in the thickness of the transparent substrate to a certain value or less, the thickness range allowed for the transparent substrate is set to the refractive index n. It is defined as a two-dimensional range.
この2次元範囲については、例えば特許文献1に示されている。すなわち、この2次元範囲は、屈折率nが1.45〜1.65の範囲に対して、透明基板の厚さの基準値に対する誤差を±0.02mmとしている。 This two-dimensional range is disclosed in Patent Document 1, for example. That is, in this two-dimensional range, the error with respect to the reference value of the thickness of the transparent substrate is ± 0.02 mm with respect to the range where the refractive index n is 1.45 to 1.65.
そして、この2次元範囲は、横軸に屈折率n、縦軸に透明基板の厚さをとったとき、単純な長方形ではなく、屈折率nがレンズ負荷仕様よりも小さくなる場合には、透明基板の厚さを増加させる方向にずらせた形で規定している。 This two-dimensional range is not a simple rectangle when the refractive index n is taken on the horizontal axis and the thickness of the transparent substrate is taken on the vertical axis, and is transparent when the refractive index n is smaller than the lens load specification. It is defined in a form shifted in the direction of increasing the thickness of the substrate.
現在、DVDをさらに高密度記録化するための技術開発が進められている。この場合、光ディスクの情報記録層上に集束されるビームスポットの径は、レーザ光の波長に比例し、対物レンズの絞り角を表わす開口数NAに反比例する。 Currently, technical developments for higher density recording of DVDs are in progress. In this case, the diameter of the beam spot focused on the information recording layer of the optical disc is proportional to the wavelength of the laser beam and inversely proportional to the numerical aperture NA representing the aperture angle of the objective lens.
このため、DVDの情報記録密度の向上を目指して、DVDの情報記録層上に集束されるビームスポットの径の縮小化を図るためには、対物レンズの開口数NAを大きくする必要がある。 Therefore, in order to reduce the diameter of the beam spot focused on the information recording layer of the DVD with the aim of improving the information recording density of the DVD, it is necessary to increase the numerical aperture NA of the objective lens.
一方、反り等の影響で、光ディスクがレーザ光の入射方向に対して傾くと、透明基板を透過するレーザ光の光路が非対称になることから、情報記録層上に集束されるレーザ光にコマ収差が発生する。 On the other hand, when the optical disk is tilted with respect to the incident direction of the laser beam due to the influence of warp or the like, the optical path of the laser beam transmitted through the transparent substrate becomes asymmetrical, so that coma aberration is added to the laser beam focused on the information recording layer. Occurs.
このコマ収差量は、近似として対物レンズの開口数NA値の3乗に比例するため、高密度記録化を目指して開口数NAを大きくすると、光ディスクの僅かな特性変化で非常に大きなコマ収差を発生させてしまうことになる。 Since the amount of coma is approximately proportional to the third power of the numerical aperture NA of the objective lens, if the numerical aperture NA is increased to achieve high density recording, a very large coma aberration can be caused by a slight characteristic change of the optical disk. Will be generated.
コマ収差は、光ディスクの光透過層の厚さに比例するため、高密度記録化を図る次世代の光ディスクにおいては、光ディスクの傾きに対するマージンを確保するため、光透過層の厚さを薄くすることが検討されている。 The coma aberration is proportional to the thickness of the light transmission layer of the optical disk. Therefore, in the next generation optical disk for high density recording, the thickness of the light transmission layer should be reduced in order to secure a margin for the inclination of the optical disk. Is being considered.
なお、このような次世代の光ディスクにおける対物レンズの開口数NAと光透過層の厚さの例としては、対物レンズの開口数NA=0.85、光透過層の厚さの基準値=0.1mmが挙げられる。 As examples of the numerical aperture NA of the objective lens and the thickness of the light transmission layer in such a next-generation optical disc, the numerical aperture NA of the objective lens = 0.85, and the reference value of the thickness of the light transmission layer = 0. .1 mm.
また、現行DVDよりも高密度記録化を図った光ディスクの厚み誤差に関しては、例えば特許文献2で提案されたものがある。すなわち、この特許文献2では、レーザ光の波長をλとすると、透明基板の厚さむらΔtを、
|Δt|≦5.26λ/NA^4
とすることを提案している。これは、CD(Compact Disk)システムにおける厚さむら規格を基準として導出された範囲である。
In addition, regarding the thickness error of an optical disc that has been recorded at a higher density than the current DVD, there is one proposed in
| Δt | ≦ 5.26λ / NA ^ 4
It is proposed that This is a range derived based on the thickness unevenness standard in a CD (Compact Disk) system.
しかしながら、上式の規定は、次の2つの観点から適切ではない。 However, the above formula is not appropriate from the following two viewpoints.
(1)本来、光透過層の厚さ範囲は、現在のDVDのように光透過層の屈折率nを考慮した上での絶対値で規定すべきであるのに対して、上式では、光透過層の厚さ範囲のみを規定している。 (1) Originally, the thickness range of the light transmission layer should be defined by an absolute value in consideration of the refractive index n of the light transmission layer as in the current DVD, whereas in the above equation, Only the thickness range of the light transmission layer is defined.
(2)次世代光ディスクでは、高NA化に伴なって発生する球面収差を補正する機構の導入が考えられており、CDシステムを基準として光透過層の厚さ範囲を規定することは、もはや適当なことではない。 (2) In next-generation optical discs, the introduction of a mechanism for correcting spherical aberration that occurs with higher NA is considered, and it is no longer possible to define the thickness range of the light transmission layer based on the CD system. Not appropriate.
まず、(1)については、光ディスクのドライブシステム全体を考慮した場合に必要となる条件である。すなわち、光ディスクドライブは、その光学系を構成する対物レンズの仕様として、記録再生すべき光ディスクの光透過層の厚さと屈折率とを例外なく一義的に定めている。 First, (1) is a necessary condition when the entire optical disc drive system is considered. That is, the optical disk drive uniquely defines the thickness and refractive index of the light transmission layer of the optical disk to be recorded and reproduced as the specifications of the objective lens constituting the optical system.
このため、光ディスクドライブに装填する光ディスクとしては、当然のことながら、当該光ディスクドライブの仕様値と同一の光透過層の厚さと屈折率とを持つことが望まれる。 Therefore, as a matter of course, it is desirable that the optical disc loaded in the optical disc drive has the same light transmission layer thickness and refractive index as the specification values of the optical disc drive.
しかしながら、光ディスクの製造上、また、メーカにおいて光ディスクに使用する光透過層の材料の選択上、光ディスクドライブに装填される光ディスクの光透過層の厚さと屈折率とが、一定の幅を持つことは避けられない。問題は、その幅をどの程度まで許容するかである。 However, the thickness and refractive index of the light transmission layer of the optical disk loaded in the optical disk drive have a certain width in the manufacture of the optical disk and in the selection of the material of the light transmission layer used in the optical disk by the manufacturer. Inevitable. The question is how much the width is allowed.
この許容すべき幅は、上述した光ディスクドライブの対物レンズの負荷仕様値を基準にして、その基準値からのずれによって一定の波面収差を与える光透過層の厚さと屈折率との範囲として規定することが妥当である。 This allowable width is defined as the range of the thickness and refractive index of the light transmission layer that gives a certain wavefront aberration by deviation from the reference value of the load specification value of the objective lens of the optical disk drive described above. It is reasonable.
これに対し、上式は、ただ単に光透過層の厚さの範囲を規定しただけであり、光ディスクドライブの光学系仕様を考慮すれば、当然、同時に検討することが必要となる屈折率の概念が欠落しており、光ディスクからそのドライブまでを考慮したシステムとしては、不適切な規定といわざるを得ない。 On the other hand, the above formula merely defines the thickness range of the light transmitting layer, and naturally, considering the optical system specifications of the optical disk drive, naturally, the concept of refractive index that must be studied simultaneously. This is an inadequate specification for a system that takes into account the optical disk and its drive.
既に、DVDでは、上記した思想の下に、透明基板(光透過層)の厚さと屈折率との一定の範囲が規格として定められている。ただし、この規格も、高NA化に伴ない、また、光透過層の厚さの仕様値自体が大きく異なる次世代光ディスクでは、全く通用しなくなることは言うまでもないことである。 In the DVD, a certain range between the thickness of the transparent substrate (light transmission layer) and the refractive index is already defined as a standard based on the above-described idea. However, it is needless to say that this standard cannot be used at all with next-generation optical discs that have a high NA and the specifications of the thickness of the light transmission layer differ greatly.
上記(2)は、次世代光ディスク特有の前提条件となってきたものである。次世代光ディスクにおいて、高NA化に伴なうコマ収差の増加は、光透過層を薄くすることにより補償できることは既に述べた通りである。 The above (2) has been a precondition specific to the next generation optical disc. As described above, in the next-generation optical disk, the increase in coma aberration accompanying the increase in NA can be compensated by making the light transmission layer thin.
一方、高NA化に伴なって、光透過層の厚さ誤差に伴なう球面収差の増加も顕著になってくる。これは、球面収差が、近似として、NA値の4乗に比例するからである。 On the other hand, as the NA increases, the increase in spherical aberration due to the thickness error of the light transmission layer becomes remarkable. This is because spherical aberration is proportional to the fourth power of the NA value as an approximation.
この球面収差は、光透過層の厚さを薄くすることでは補償できないため、次世代光ディスクでは、新たに球面収差を補正する機構を光学系に導入することを考えている。 Since this spherical aberration cannot be compensated for by reducing the thickness of the light transmission layer, the next generation optical disc is considering introducing a new mechanism for correcting spherical aberration into the optical system.
この球面収差の補正機構は、従来のDVDまたはCDシステムでは全く導入されなかったものであり、ここに、従来システムとの違いがある。このため、光透過層の厚さの誤差範囲を規定するには、従来のDVDやCDシステムを基準に考えていては、不適当な結果となることは明らかである。 This spherical aberration correction mechanism was not introduced at all in the conventional DVD or CD system, and there is a difference from the conventional system. For this reason, it is apparent that an unsuitable result will be obtained if the conventional DVD or CD system is considered as a standard for defining the error range of the thickness of the light transmission layer.
すなわち、次世代光ディスクでは、球面収差の補正機構を前提として、従来とは異なる波面収差を基準として選び、光透過層の厚さの範囲を規定してやる必要がある。 That is, in the next-generation optical disc, it is necessary to select a wavefront aberration different from the conventional one on the basis of a spherical aberration correction mechanism and to define the range of the thickness of the light transmission layer.
例えば、従来は、波面収差の基準値として0.04λrms以下を前提としていたとしても、次世代では、球面収差の補正系による効果を考慮すると、0.10λrmsまで波面収差の基準を緩和することができる。 For example, even if the standard value of wavefront aberration is 0.04 λrms or less in the past, in the next generation, the wavefront aberration reference may be relaxed to 0.10 λrms in consideration of the effect of the spherical aberration correction system. it can.
このように、次世代光ディスクのドライブシステムにおいて球面収差の補正系を導入する場合、従来のシステムを基準にすることは誤った結果をもたらすことになる。上式はCDシステムを基準としており、次世代光ディスクにおいては適切でない基準となるのである。 As described above, when a spherical aberration correction system is introduced in a drive system for a next-generation optical disc, using the conventional system as a reference will give erroneous results. The above formula is based on the CD system, which is not appropriate for the next generation optical disc.
次世代光ディスクの仕様として、例えば、λ=405nm、NA=0.85とした場合に、上記の式では|Δt|≦4.08μmという厚さむら範囲を指定していることになる。これは、先に述べた球面収差の補正系を考えれば不当に狭い範囲であり、光ディスクの生産上の歩留まりをむやみに減少させてしまうこととなる。
そこで、この発明は上記事情を考慮してなされたもので、例えば次世代光ディスク等において有効な光透過層の厚さ及び光透過層の屈折率の範囲を規定し、高密度記録に適した極めて良好な光ディスクとその記録再生装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in consideration of the above circumstances. For example, it specifies the effective thickness of the light transmission layer and the range of the refractive index of the light transmission layer in the next generation optical disk, and is extremely suitable for high density recording. It is an object of the present invention to provide a good optical disk and a recording / reproducing apparatus therefor.
この発明に係る光ディスクは、基板上に、2層の情報記録層を相互間に光透過性を有する中間層を挟んで積層し、外側の情報記録層を光透過性を有するカバー層で覆ったものを対象としている。そして、カバー層に入射されるレーザ光を照射するレンズの開口数が0.85であるとき、カバー層の屈折率nに関する関数f(n)
と、光ディスクに対して記録再生を行なう光ディスク装置が有する球面収差補正機構によって補正することが可能である、カバー層、情報記録層及び中間層よりなる光透過層における収差の最大許容値に基づいて決定される定数t1,t2とを用いて、カバー層の厚さtがf(n)−t1以上に設定され、カバー層と中間層と基板に最も近い情報記録層を除く情報記録層との合計の厚さがf(n)+t2以下に設定されるようにしたものである。 And based on the maximum allowable value of aberration in the light transmission layer composed of the cover layer, the information recording layer, and the intermediate layer, which can be corrected by the spherical aberration correction mechanism included in the optical disk device that performs recording and reproduction with respect to the optical disk. Using the determined constants t1 and t2, the thickness t of the cover layer is set to f (n) −t1 or more, and the information recording layer except the cover layer, the intermediate layer, and the information recording layer closest to the substrate The total thickness is set to f (n) + t2 or less.
また、この発明に係る光ディスクの記録再生装置は、基板上に、2層の情報記録層を相互間に光透過性を有する中間層を挟んで積層し、外側の情報記録層を光透過性を有するカバー層で覆い、カバー層に入射されるレーザ光を照射するレンズの開口数が0.85であるとき、カバー層の屈折率nに関する関数f(n)
と、光ディスクに対して記録再生を行なう装置が有する球面収差補正機構によって補正することが可能である、カバー層、情報記録層及び中間層よりなる光透過層における収差の最大許容値に基づいて決定される定数t1,t2とを用いて、カバー層の厚さtがf(n)−t1以上に設定され、カバー層と中間層と基板に最も近い情報記録層を除く情報記録層との合計の厚さがf(n)+t2以下に設定された光ディスクに対し、カバー層側からレーザ光を照射することにより、所定の情報記録層に対して情報の記録再生を行なうもので、光透過層における球面収差を補正する球面収差補正手段を備えるものである。 Determined based on the maximum allowable value of aberration in the light transmission layer composed of the cover layer, the information recording layer, and the intermediate layer, which can be corrected by the spherical aberration correction mechanism of the apparatus for recording and reproducing the optical disk. The thickness t of the cover layer is set to f (n) −t1 or more using the constants t1 and t2, and the sum of the cover layer, the intermediate layer, and the information recording layer excluding the information recording layer closest to the substrate Is recorded on and reproduced from a predetermined information recording layer by irradiating an optical disc having a thickness of f (n) + t2 or less with a laser beam from the cover layer side. Spherical aberration correction means for correcting the spherical aberration in is provided.
上記した発明によれば、カバー層、情報記録層及び中間層よりなる光透過層の厚み誤差に起因する球面収差を補正することにより、許容される収差量を大きくすることができるので、高密度記録化に適した多層光ディスクの光透過層の厚さ及び光透過層の屈折率の範囲を規定する際に、製造上のマージンを大きくとれるようになるため、光ディスクの歩留まりの向上を図ることが可能となる。 According to the above-described invention, the amount of allowable aberration can be increased by correcting the spherical aberration due to the thickness error of the light transmission layer including the cover layer, the information recording layer, and the intermediate layer. When the thickness of the light transmissive layer and the refractive index range of the light transmissive layer of the multilayer optical disk suitable for recording are specified, a manufacturing margin can be increased, so that the yield of the optical disk can be improved. It becomes possible.
以下、この発明の第1の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図1は、この第1の実施の形態で説明する光ディスク11の構造を断面で示したものである。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing the structure of an
この光ディスク11は、例えばポリカーボネート等からなる基板12上に、例えば相変化記録膜を含む情報記録層13が形成されている。なお、この光ディスク11が再生専用ディスクである場合には、相変化記録膜の代わりに金属反射膜による情報記録層13が形成される。
In the
そして、この情報記録層13の上に厚さtのカバー層(光透過層)14が形成されている。このカバー層14は、例えばプラスチック材料からなる厚さtのシートであり、これが基板12上に形成された情報記録層13の上に粘着剤や紫外線硬化樹脂等を介して接着されている。
A cover layer (light transmission layer) 14 having a thickness t is formed on the
次に、図2は、この光ディスク11に対して記録再生を行なう光ディスク装置を示している。この光ディスク装置は、その光源に短波長の半導体レーザ光源20を用いている。この半導体レーザ光源20からの出射光100の波長は、例えば395nm〜415nmの範囲の紫色波長帯のものである。
Next, FIG. 2 shows an optical disc apparatus that performs recording / reproduction on the
この半導体レーザ光源20からの出射光100は、コリメートレンズ21により平行光に変換され、偏光ビームスプリッタ22及びλ/4板23を順次透過した後、リレーレンズ系24を透過し、対物レンズ25に入射する。これにより、光ディスク11のカバー層14を透過し、情報記録層13に集束される。
The emitted light 100 from the semiconductor
そして、光ディスク11の情報記録層13による反射光101は、再び光ディスク11のカバー層14を透過し、対物レンズ25、リレーレンズ系24、λ/4板23を透過し、偏光ビームスプリッタ22で略直角に反射された後、光検出系26を透過して光検出器27に入射される。
Then, the reflected light 101 from the
この光検出器27は、その受光部が複数の領域に分割されており、それぞれの受光領域から光強度に応じた電流を出力する。この光検出器27の各受光領域から出力された電流は、図示しないI/V増幅器により電圧に変換された後、演算回路30に供給される。
The
この演算回路30は、光検出器27の各受光領域にそれぞれ対応する電圧信号を演算処理することにより、HF(High Frequency)信号、フォーカス誤差信号及びトラッキング誤差信号、上記リレーレンズ系24の制御信号等を生成している。
The
このうち、フォーカス誤差信号及びトラッキング誤差信号は、サーボ・ドライバ31を介して駆動部29に供給されることにより、対物レンズ25のフォーカス方向及びトラッキング方向の制御に供される。
Among these, the focus error signal and the tracking error signal are supplied to the
また、上記リレーレンズ系24は、ボトムレンズ24aとトップレンズ24bとから構成されている。そして、トップレンズ24bは、演算回路31からのリレーレンズ系24の制御信号が、サーボ・ドライバ31を介して駆動部28に供給されることにより、光軸方向に制御される。
The
このリレーレンズ系24は、カバー層14の厚さが規定値(例えば100μm)のときには、レーザ光が対物レンズ25にほぼ平行光として入射するように設計されている。
The
ところが、カバー層14の厚さが規定値からずれている場合には、カバー層14の厚み誤差に起因する球面収差が生じる。このとき、光ディスク11の情報記録層13上に集束されるビームスポットの形状が歪むため、安定かつ正確な記録再生が困難となる。
However, when the thickness of the
一方、対物レンズ25への入射光を、収束光あるいは発散光にすることによって球面収差が生じる。また、リレーレンズ系24のトップレンズ24bを光軸方向に移動することにより、対物レンズ25への入射光を収束光あるいは発散光にすることができる。
On the other hand, spherical aberration is generated by making the incident light to the objective lens 25 into convergent light or divergent light. Further, by moving the
このため、リレーレンズ系24のトップレンズ24bを、カバー層14の厚み誤差量に応じて光軸方向に移動させ、対物レンズ25への入射光を収束光あるいは発散光にすることにより、カバー層14の厚み誤差により生じる球面収差を補正することができる。
For this reason, the
具体的には、カバー層14の厚みが規定値よりも厚い場合、カバー層14の厚み誤差量に応じて対物レンズ25への入射光が発散光になるように、リレーレンズ系24のトップレンズ24bを光軸方向に移動させる。
Specifically, when the thickness of the
また、カバー層14の厚みが規定値よりも薄い場合、カバー層14の厚み誤差量に応じて対物レンズ25への入射光が収束光になるように、リレーレンズ系24のトップレンズ24bを光軸方向に移動させる。
Further, when the thickness of the
このように、次世代光ディスクに対して記録再生を行なう光ディスク装置においては、光ディスク11のカバー層14の規定値からの厚み誤差に伴なう球面収差を補正する手段を備えることが前提とされている。
As described above, it is assumed that an optical disc apparatus that performs recording / reproduction with respect to the next-generation optical disc includes means for correcting spherical aberration due to a thickness error from a specified value of the
これは、従来の光ディスクシステムであるCDやDVDにおいては考慮されていなかったことであるため、次世代光ディスクを製造する上では従来の規定をそのまま適用することは誤った結果を生むこととなる。 Since this is not considered in the conventional optical disc system CD and DVD, applying the conventional rules as they are in producing next-generation optical discs will produce erroneous results.
このため、この第1の実施の形態で説明する光ディスク11は、球面収差の補正手段を備えた光ディスク装置で記録再生されることを考慮した、カバー層14の厚さ誤差及び屈折率の範囲を有するものとしている。
For this reason, the
次世代光ディスクに対して記録再生を行なう光ディスク装置の仕様として、例えばレーザ光の波長が405nmで、対物レンズ25のNAが0.85を用いた場合を考える。 As a specification of an optical disk apparatus that performs recording / reproduction with respect to a next-generation optical disk, for example, a case where the wavelength of a laser beam is 405 nm and the NA of the objective lens 25 is 0.85 is considered.
そして、カバー層14の屈折率が1.622で、厚さが100μmなるレンズ負荷を有する光ディスク11に対して、対物レンズ25が、完全に収差の補正がなされた理想的なものであると仮定する。
Then, it is assumed that the objective lens 25 is an ideal lens in which the aberration is completely corrected with respect to the
この対物レンズ25に対して、カバー層14の屈折率n及びカバー層14の厚さtが種々異なる光ディスク11を用いた場合に生ずる波面収差のrms値を求めた結果を、図3に示している。
FIG. 3 shows the result of obtaining the rms value of the wavefront aberration generated when the
図3では、横軸にカバー層14の屈折率n、縦軸にカバー層14の厚さtをとり、座標平面上のそれぞれの点における収差のrms値を等高線表示している。等高線の刻みは、レーザ光の波長(=405nm)の100分の2である。
In FIG. 3, the horizontal axis represents the refractive index n of the
図3において、◎で示した点は基準仕様、つまり、対物レンズ25の負荷仕様のポイントで、この点で収差は0となる。この結果により、カバー層14の屈折率n及び厚さtが種々異なる光ディスク11を用いた場合、残留収差量を一定とするためには、例えば屈折率nがレンズ負荷仕様値より大きくなる場合に、カバー層14の厚さtを仕様値よりやや増加させた方が良いことがわかる。
In FIG. 3, the points indicated by ◎ are points of the standard specification, that is, the load specification of the objective lens 25, and the aberration is zero at this point. As a result, when the
したがって、次世代DVDにおける光ディスク11のカバー層14の規定として、カバー層14の厚さtの誤差許容範囲は、カバー層14の屈折率nに応じて絶対値として変化させるように規定することが必要となる。
Therefore, as the definition of the
この第1の実施の形態で説明する光ディスク11のカバー層14の屈折率nと厚さtとの範囲は、図4に示すようになる。これは、
の領域を示している。 Shows the area.
これは、図3に示した等高線図における収差が0.1λrms以下の範囲とほぼ一致しており、このような範囲の光ディスク11を規定することで、カバー層14の厚さtと屈折率nの仕様値からのずれによる収差を、ほぼ0.1λrms以下という条件に保つことができる。
This is almost the same as the range in which the aberration in the contour map shown in FIG. 3 is 0.1λ rms or less. By defining the
図3の波面収差量の等高線は縦軸方向にほぼ平行に並んでおり、その曲線は上式(3)に一定のオフセットを与えた形になっている。このため、収差の許容値が決まれば、カバー層14の厚さtと屈折率nの範囲を、上式(1)〜(3)により定めることができる。
The contour lines of the amount of wavefront aberration in FIG. 3 are arranged substantially parallel to the vertical axis direction, and the curve has a form obtained by giving a constant offset to the above equation (3). For this reason, if the allowable value of the aberration is determined, the range of the thickness t and the refractive index n of the
このとき、収差の許容値に応じてt1,t2を変化させることで、カバー層14の厚さtの範囲を調整すれば良い。例えば、許容できる収差が0.04λrmsの場合には、上記式においてt1,t2=0.004mmとすることで適正な範囲を指定することができる(図5参照)。
At this time, the range of the thickness t of the
一方、屈折率nの範囲については、カバー層14の材質とレーザ光の波長によって決まるものであり、光ディスク11のカバー層14の材料として有効なものが含まれる範囲を規定することになる。
On the other hand, the range of the refractive index n is determined by the material of the
この場合、1.47〜1.67程度とすることで、ポリカーボネート等の光ディスク11のカバー層(光透過層)14として有効な材料の紫色波長帯での屈折率nをカバーすることができる。
In this case, the refractive index n in the violet wavelength band of a material effective as the cover layer (light transmission layer) 14 of the
従来の光ディスク装置では、光ディスクの光透過層の厚さと屈折率誤差とによる収差は0.02〜0.03λrmsが限度であった。このため、例えば収差の許容値を0.02λrmsとすれば、図3よりカバー層14の厚さtの誤差範囲はt1,t2=0.002mmとする必要があった。
In the conventional optical disc apparatus, the aberration due to the thickness of the light transmission layer of the optical disc and the refractive index error is limited to 0.02 to 0.03 λrms. Therefore, for example, if the aberration tolerance is 0.02λrms, the error range of the thickness t of the
この場合、光ディスク11の製造上のマージンが非常に狭くなることが容易に想像される。しかしながら、次世代光ディスクでは、上述したように球面収差の補正手段を導入することが前提となる。
In this case, it is easily imagined that the manufacturing margin of the
このため、許容される収差量は、従来の光ディスク装置に比べて大きくとることができる。したがって、例えば上記のように許容収差量を0.1λrmsとすれば、t1,t2=0.010mmとなり、光ディスク11の製造上のマージンを大きくとることができ、歩留まりの向上が期待できることになる。
For this reason, the allowable aberration amount can be made larger than that of the conventional optical disc apparatus. Therefore, for example, if the allowable aberration amount is set to 0.1λrms as described above, t1 and t2 = 0.010 mm, a margin for manufacturing the
一方、前述した公知例のように、カバー層の厚さ誤差を屈折率に関係なく一定とした仕様を考えると、これは上式(3)を定数(カバー層厚さの仕様値)とすることに相当する。 On the other hand, when considering a specification in which the thickness error of the cover layer is constant regardless of the refractive index as in the above-described known example, the above equation (3) is a constant (specification value of the cover layer thickness). It corresponds to that.
この場合、例えばt1,t2=0.002mmとすると、図6に示されるような領域となる。図6からわかるように、このような領域は波面収差が一定値以下の領域と合っていない。 In this case, for example, when t1 and t2 = 0.002 mm, the region is as shown in FIG. As can be seen from FIG. 6, such a region does not match the region where the wavefront aberration is below a certain value.
上記した第1の実施の形態との比較としてt1,t2=0.010mmの場合を考えると、図7のような領域となる。この場合も、領域の境界で波面収差の値が大きく変化してしまい、例えばn=1.47、t=110μmのところでは、収差が0.12λrmsに達することとなる。 Considering the case of t1, t2 = 0.010 mm as a comparison with the first embodiment described above, the region is as shown in FIG. Also in this case, the value of the wavefront aberration changes greatly at the boundary between the regions, and for example, when n = 1.47 and t = 110 μm, the aberration reaches 0.12 λrms.
このため、上記した第1の実施の形態でt1,t2=0.010mmとした場合に、全領域において、波面収差が0.10λrms以下に抑えられていたことを考えると、許容収差量を大きくする必要が生ずる。 For this reason, when t1, t2 = 0.010 mm in the first embodiment described above, considering that the wavefront aberration is suppressed to 0.10 λrms or less in the entire region, the allowable aberration amount is increased. Need to be done.
逆に言えば、ある一定の許容収差量に対して、従来例ではカバー層の厚さ誤差の許容範囲を狭めなくてはならなくなる。すなわち、ディスク製造上のマージンを縮小させることになるのである。 In other words, the allowable range of the thickness error of the cover layer must be narrowed in the conventional example for a certain allowable aberration amount. That is, the margin for manufacturing the disk is reduced.
また、この発明の第2の実施の形態について説明する。この第2の実施の形態で説明する光ディスク11のカバー層14の厚さtと屈折率nの範囲を、図8に示している。これは、図4で示した第1の実施の形態の光ディスク11の範囲とほぼ同様ではあるが、領域を曲線ではなく直線で囲んだ範囲としている。
A second embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 shows a range of the thickness t and the refractive index n of the
この場合、図8において、収差が0.10λrmsを示す曲線上から、複数(図示の場合は3つ)の点をサンプルし、そのサンプル点を直線で結んで範囲を設定している。これによっても、第1の実施の形態の光ディスク11とほぼ同等の効果を得ることができる。
In this case, in FIG. 8, a plurality of (three in the illustrated example) points are sampled from a curve showing an aberration of 0.10 λrms, and the range is set by connecting the sample points with a straight line. Also by this, it is possible to obtain substantially the same effect as the
さらに、この発明の第3の実施の形態について説明する。図9は、この第3の実施の形態で説明する光ディスク51の断面を示している。この光ディスク51は、例えばポリカーボネート等からなる基板52上に、例えば相変化記録膜を含む情報記録層53が形成される。
Furthermore, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 shows a cross section of an
そして、この情報記録層53の上には、透明性の中間層54が形成され、さらにその上に別の情報記録層55が形成されている。なお、情報記録層53,55は、共に金属反射膜による再生専用層でも良いし、共に記録再生可能層であっても良いし、一方が再生専用層で他方が記録再生可能層であっても良い。
A transparent
さらに、この情報記録層55の上にカバー層(光透過層)56が形成されている。このカバー層56は、例えばプラスチック材料からなるシートであり、これが情報記録層55の上に粘着剤や紫外線硬化樹脂を介して接着されている。
Further, a cover layer (light transmission layer) 56 is formed on the
上記の中間層54の役割は、一方の情報記録層53または55を再生している場合に、他方の情報記録層55または53からの情報の漏れ込み(クロストーク)を光学的に遮断することである。
The role of the
その意味では、2層の情報記録層53,55の間隔はできるだけ離れていた方がよく、中間層54の厚さは厚い方がよいことになる。しかしながら、その場合には、記録再生する光学系に負担がかかることになる。
In that sense, the distance between the two information recording layers 53 and 55 should be as large as possible, and the thickness of the
すなわち、対物レンズ25の負荷として、カバー層56の表面から中間層54の中心までの厚さを規定した場合には、どちらの情報記録層53または55を記録再生する場合でも、中間層54の半分の厚さの厚み誤差による収差が発生するからである。
That is, when the thickness from the surface of the
したがって、記録再生光学系の収差という観点からは、中間層54の厚さは薄い方が良いことになる。つまり、中間層54の厚さは、情報記録層53,55間のクロストークと、記録再生光学系の収差におけるトレードオフ関係との妥協点に定められることになる。
Therefore, from the viewpoint of aberration of the recording / reproducing optical system, it is better that the
次世代光ディスクに対して記録再生を行なう光ディスク装置の仕様として、例えばレーザ光の波長を405nmとし、対物レンズ25のNAを0.85とした場合、上記のトレードオフを考えると、中間層54の厚さは20〜30μm程度が適当である。 As a specification of an optical disc apparatus for recording / reproducing with respect to a next generation optical disc, for example, when the wavelength of the laser beam is 405 nm and the NA of the objective lens 25 is 0.85, the above-mentioned trade-off is considered. A thickness of about 20 to 30 μm is appropriate.
2層タイプの光ディスク51の光透過層の厚さ規定としては、カバー層56の厚さの最小値と、カバー層56の厚さとカバー層56に隣接する情報記録層55の厚さと中間層54の厚さとの合計値の最大値と、で表わすのが良い。
The thickness of the light transmission layer of the two-layer type
このときの光ディスク51の光透過層の厚さと屈折率との範囲は、図10に示すようになる。なお、これまでに説明した実施の形態と同様に、光ディスク51の光透過層の屈折率が1.622、厚さが100μmのレンズ負荷を仮定している。
The range of the thickness and refractive index of the light transmission layer of the
規定された領域は、屈折率が1.47≦n≦1.67で、カバー層56の厚さがf(n)−t1以上、カバー層56+情報記録層55+中間層54の厚さがf(n)+t2以下の範囲であり、t1,t2=0.020mmである。なお、f(n)は式(3)の通りである。結果として、中間層54の厚さが入るため1層の場合と比べて厚さ方向の範囲は広くなる。
In the specified region, the refractive index is 1.47 ≦ n ≦ 1.67, the thickness of the
さらに、この発明の第4の実施の形態について説明する。図11は、この第4の実施の形態で説明する光ディスク51のカバー層56の厚さと屈折率の範囲を示している。
Furthermore, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 11 shows the range of the thickness and refractive index of the
これは、図10で示した第3の実施の形態の光ディスク51の範囲とほぼ同様ではあるが、領域を曲線ではなく直線で囲んだ範囲としたものである。この場合も、収差が0.20λrmsを示す曲線上から、複数(図示の場合は3つ)の点をサンプルし、そのサンプル点を直線で結んで範囲を設定している。
This is almost the same as the range of the
これによっても、第3の実施の形態の光ディスク51とほぼ同等の効果を得ることができる。また、上記下第3及び第4の実施の形態では、2つの情報記録層53,55を持つ場合を示したが、2層以上の情報記録層を持つ光ディスクにも適用可能であることは言うまでもない。
Also by this, substantially the same effect as the
なお、この発明は上記した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を種々変形して具体化することができる。また、上記した実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜に組み合わせることにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良いものである。さらに、異なる実施の形態に係る構成要素を適宜組み合わせても良いものである。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by variously modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above-described embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements according to different embodiments may be appropriately combined.
11…光ディスク、12…基板、13…情報記録層、14…カバー層、20…半導体レーザ光源、21…コリメートレンズ、22…偏光ビームスプリッタ、23…λ/4板、24…リレーレンズ系、25…対物レンズ、26…光検出系、27…光検出器、28…駆動部、29…駆動部、30…演算回路、31…サーボ・ドライバ、51…光ディスク、52…基板、53…情報記録層、54…中間層、55…情報記録層、56…カバー層。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記カバー層に入射されるレーザ光を照射するレンズの開口数が0.85であるとき、前記カバー層の屈折率nに関する関数f(n)
前記光ディスクに対して記録再生を行なう光ディスク装置が有する球面収差補正機構によって補正することが可能である、前記カバー層、情報記録層及び中間層よりなる光透過層における収差の最大許容値に基づいて決定される定数t1,t2とを用いて、
前記カバー層の厚さtがf(n)−t1以上に設定され、前記カバー層と中間層と前記基板に最も近い情報記録層を除く情報記録層との合計の厚さがf(n)+t2以下に設定されたことを特徴とする光ディスク。 In an optical disc in which two information recording layers are laminated on a substrate with a light-transmitting intermediate layer sandwiched therebetween, and the outer information recording layer is covered with a light-transmitting cover layer.
A function f (n) relating to the refractive index n of the cover layer when the numerical aperture of the lens that irradiates the cover layer with the laser light is 0.85.
Based on the maximum allowable value of the aberration in the light transmission layer composed of the cover layer, the information recording layer, and the intermediate layer, which can be corrected by a spherical aberration correction mechanism included in the optical disc apparatus that records and reproduces the optical disc. Using the determined constants t1 and t2,
The thickness t of the cover layer is set to f (n) -t1 or more, and the total thickness of the cover layer, the intermediate layer, and the information recording layer excluding the information recording layer closest to the substrate is f (n). An optical disc characterized by being set to + t2 or less.
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JPH11353681A (en) * | 1998-06-02 | 1999-12-24 | Nikon Corp | Optical reproducing device and optical recording medium |
JP2000030299A (en) * | 1998-07-10 | 2000-01-28 | Toshiba Corp | Recording medium and optical head device applicable to device for recording and reproducing information suitable therefor |
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