KR101544238B1 - 광 기록 매체 및 광 정보 장치 - Google Patents

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Abstract

서보 신호 및 재생 신호의 품질을 향상시킬 수 있는 광 기록 매체 및 광 정보 장치를 제공한다. 커버층(42), 제 1 중간층(43), 제 2 중간층(44) 및 제 3 중간층(45)의 형상적인 두께 tr1, tr2, tr3, tr4가, 소정의 굴절률 no를 갖는 경우의 각층의 두께 t1, t2, t3, t4로 각각 변환된 경우에, 굴절률 nrα 및 두께 trα(1≤α≤n(α는 자연수, n은 4 이상의 정수))를 갖는 층에서 발생하는 디포커스량과, 굴절률 no 및 두께 tα(1≤α≤n(α는 자연수, n은 4 이상의 정수))를 갖는 층에서 발생하는 디포커스량은 동일하고, 두께 t1, t2, t3, t4는, ｜t1－(t2＋t3＋t4)｜≥1㎛, 두께 t1, t2, t3, t4 중 임의의 두 값의 서로의 차이가 모두 1㎛ 이상인 것, 및 ｜(t1＋t2)－(t3＋t4)｜≥1㎛를 만족시킨다.

Description

광 기록 매체 및 광 정보 장치{OPTICAL RECORDING MEDIUM AND OPTICAL INFORMATION DEVICE}
본 발명은, 조사된 광에 의해서 정보가 기록 또는 재생되는 광 기록 매체, 및 해당 광 기록 매체에 정보를 기록 또는 재생하는 광 정보 장치에 관한 것으로서, 특히, 3층 이상의 정보 기록면을 구비하는 광 기록 매체의 층 간격의 구조에 관한 것이다.
고밀도 및 대용량의 광 정보 기록 매체로서 시판되고 있는 것으로 DVD나 BD(Blu-ray 디스크)로 불리는 광 디스크가 있다. 이러한 광 디스크는 화상, 음악 및 컴퓨터 데이터를 기록하는 기록 매체로서 최근 급속히 보급되고 있다. 또, 기록 용량을 한층 더 늘리기 위해서, 특허 문헌 1 및 특허 문헌 2에 나타내는 복수의 기록층을 갖는 광 디스크도 제안되어 있다.
도 13은 종래의 광 기록 매체 및 광 헤드 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 광 기록 매체(401)는, 광 기록 매체(401)의 표면(401z)에 가장 가까운 제 1 정보 기록면(401a)과, 광 기록 매체(401)의 표면(401z)에 두번째로 가까운 제 2 정보 기록면(401b)과, 광 기록 매체(401)의 표면(401z)에 3번째로 가까운 제 3 정보 기록면(401c)과, 광 기록 매체(401)의 표면(401z)으로부터 가장 먼 제 4 정보 기록면(401d)을 포함한다.
광원(1)으로부터 출사된 발산성의 빔(70)은, 콜리메이트 렌즈(53)를 투과하고, 편광 빔 분할기(52)에 입사한다. 편광 빔 분할기(52)에 입사 한 빔(70)은, 편광 빔 분할기(52)를 투과하고, 4분의 1 파장판(54)을 투과해 원 편광으로 변환된다. 그 후, 빔(70)은, 대물 렌즈(56)으로 수속 빔으로 변환되어 광 기록 매체(401)의 투명 기판을 투과하고, 광 기록 매체(401) 내부에 형성된 제 1 정보 기록면(401a), 제 2 정보 기록면(401b), 제 3 정보 기록면(401c) 및 제 4 정보 기록면(401d)의 몇개의 위에 집광된다.
대물 렌즈(56)는, 제 1 정보 기록면(401a)과 제 4 정보 기록면(401d) 중간의 깊이 위치에서 구면수차가 0이 되도록 설계되어 있다. 구면수차 보정부(93)는, 콜리메이트 렌즈(53)의 위치를 광축 방향으로 이동시킨다. 이것에 의하여, 제 1∼제 4 정보 기록면(401a∼401d)에 집광하는 경우에 발생하는 구면수차는 제거된다.
어퍼쳐(55)는, 대물 렌즈(56)의 개구를 제한하고, 대물 렌즈(56)의 개구수 NA를 0.85로 하고 있다. 제 4 정보 기록면(401d)에서 반사된 빔(70)은, 대물 렌즈(56) 및 4분의 1 파장판(54)을 투과해 왕로와는 90도 다른 직선 편광으로 변환된 후, 편광 빔 분할기(52)로 반사된다. 편광 빔 분할기(52)로 반사된 빔(70)은, 집광렌즈(59)를 투과해 수속광으로 변환되어 실린드리칼 렌즈(57)를 거치고, 광 검출기(320)에 입사된다. 빔(70)에는, 실린드리칼 렌즈(57)를 투과할 때, 비점수차가 부여된다.
광 검출기(320)는, 도시하지 않는 4개의 수광부를 갖고, 각각의 수광부는, 수광한 광량에 따른 전류 신호를 출력한다. 이들 전류 신호에 근거하여, 비점수차법에 따르는 포커스 에러(이하 FE로 한다) 신호, 푸시풀법에 따르는 트랙킹 에러(이하 TE로 한다) 신호, 및 광 기록 매체(401)에 기록된 정보(이하 RF로 한다) 신호가 생성된다. FE신호 및 TE신호는, 소망한 레벨로 증폭되는 것과 동시에, 위상 보상이 행해진 후, 액츄에이터(91, 92)에 공급되어, 포커스 제어 및 트랙킹 제어가 행해진다.
여기서, 만일, 광 기록 매체(401)의 표면(401z)과 제 1 정보 기록면(401a) 사이의 두께(t1), 제 1 정보 기록면(401a)과 제 2 정보 기록면(401b) 사이의 두께(t2), 제 2 정보 기록면(401b)과 제 3 정보 기록면(401c) 사이의 두께(t3), 및 제 3 정보 기록면(401c)과 제 4 정보 기록면(401d) 사이의 두께(t4)가 모두 같은 경우에는 이하와 같은 문제가 발생한다.
예를 들면, 제 4 정보 기록면(401d)에 정보를 기록 또는 재생하기 위해서, 제 4 정보 기록면(401d)에 빔(70)을 집광했을 때, 빔(70)의 일부는, 제 3 정보 기록면(401c)에서 반사된다. 제 3 정보 기록면(401c)으로부터 제 4 정보 기록면(401d)까지의 거리와 제 3 정보 기록면(401c)으로부터 제 2 정보 기록면(401b)까지의 거리는 같다. 그 때문에, 제 3 정보 기록면(401c)에서 반사된 빔(70)의 일부는, 제 2 정보 기록면(401b)의 뒤편에 결상되고, 제 2 정보 기록면(401b)의 뒤편으로부터의 반사광은, 다시 제 3 정보 기록면(401c)에서 반사된다. 그 결과, 제 3 정보 기록면(401c), 제 2 정보 기록면(401b)의 뒤편 및 제 3 정보 기록면(401c)에서 반사된 반사광이, 본래 독출해야 할 제 4 정보 기록면(401d)으로부터의 반사광에 혼입되어 버린다.
더욱이 제 2 정보 기록면(401b)으로부터 제 4 정보 기록면(401d)까지의 거리와 제 2 정보 기록면(401b)으로부터 광 기록 매체(401)의 표면(401z)까지의 거리도 같다. 그 때문에, 제 2 정보 기록면(401b)에서 반사된 빔(70)의 일부는, 광 기록 매체(401)의 표면(401z)의 뒤편에 결상되어, 표면(401z)의 뒤편으로부터의 반사광은, 다시 제 2 정보 기록면(401b)에서 반사된다. 그 결과, 제 2 정보 기록면(401b), 표면(401z)의 뒤편 및 제 2 정보 기록면(401b)에서 반사된 반사광이, 본래 독출해야 할 제 4 정보 기록면(401d)으로부터의 반사광에 혼입되어 버린다.
이와 같이, 본래 독출해야 할 제 4 정보 기록면(401d)으로부터의 반사광에, 다른 면의 뒤편에 결상한 반사광이 겹쳐 혼입되어, 정보의 기록 또는 재생에 지장을 초래한다고 하는 문제가 있다. 다른 면의 뒤편에 결상한 반사광이 혼입된 광은 간섭성이 높고, 수광 소자상에서 간섭에 의한 명암 분포를 형성한다. 더욱이 이 명암 분포는, 광 디스크면 내의 중간층의 미소한 두께 편차에 의한 타면 반사광의 위상차 변화에 따라 변동하기 때문에, 서보 신호 및 재생 신호의 품질을 현저하게 저하시켜 버린다. 이후, 본 명세서에서는, 상기의 문제를 백 포커스(back focus) 문제라고 부른다.
백 포커스 문제를 해결하기 위해서, 특허 문헌 1에는, 각 정보 기록면 사이의 층간 거리를 광 기록 매체(401)의 표면(401z)으로부터 차례로 서서히 길어지도록 설정하고, 본래 독출해야 할 제 4 정보 기록면(401d)에 빔(70)을 집광시켰을 때에, 동시에, 빔(70)의 일부가 제 2 정보 기록면(401b)의 뒤편 및 표면(401z)의 뒤편에 결상되지 않게 하는 방법이 개시되어 있다. 여기서, 두께(t1∼t4)는 각각 ±10㎛의 제조 편차를 가지고 있다. 두께(t1∼t4)는, 각각이 흩어졌을 경우에도 다른 거리가 되도록 설정할 필요가 있다. 그 때문에, 두께(t1∼t4)의 거리의 차이는 예를 들면 20㎛로 설정된다. 이 경우, 두께(t1∼t4)는, 각각 40㎛, 60㎛, 80㎛ 및 100㎛가 되어, 제 1 정보 기록면(401a)으로부터 제 4 정보 기록면(401d)까지의 총 층간 두께 t(=t2+t3+t4)는 240㎛이다.
또, 표면(401z)으로부터 제 1 정보 기록면(401a)까지의 커버층의 두께와 제 4 정보 기록면(401d)으로부터 제 1 정보 기록면(401a)까지의 두께가 동일한 경우, 제 4 정보 기록면(401d)에서 반사된 광은 표면(401z)에서 초점을 맺고, 표면(401z)에서 반사된다. 표면(401z)을 반사한 광은, 다시 제 4 정보 기록면(401d)에서 반사된 후에 광 검출기(320)에 도입된다. 이러한 표면(401z)의 뒤편에서 결상하는 광속은, 다른 정보 기록면의 뒤편에서 결상하는 광속과 같은 피트 또는 마크에 관한 정보를 가지지 않았다. 그렇지만, 정보 기록면의 수가 많은 경우, 정보 기록면으로부터 돌아오는 광의 광량은 줄어들어, 상대적으로 표면(401z)의 반사율은 높아진다. 그 때문에, 표면(401z)의 뒤편에서 반사된 광속과 기록 또는 재생의 대상이 되는 정보 기록면을 반사한 광속의 간섭은, 다른 정보 기록면의 뒤편에서 반사된 광속과 같이 발생하고, 서보 신호 및 재생 신호의 품질을 현저하게 저하시킬 우려가 있다.
이러한 과제를 고려하여, 특허 문헌 2에서는, 광 디스크의 정보 기록층(정보 기록면)의 간격을 제안하고 있다. 이 특허 문헌 2에서는, 아래와 같은 구조를 개시하고 있다.
광 기록 매체는, 4개의 정보 기록면을 갖고, 광 기록 매체의 표면에 가까운 쪽으로부터 제 1 정보 기록면∼제 4 정보 기록면으로 하고 있다. 표면으로부터 제 1 정보 기록면까지의 거리는 47㎛ 이하이다. 제 1 정보 기록면으로부터 제 4 정보 기록면까지의 각 정보 기록면간의 중간층의 두께는, 11∼15㎛와, 16∼21㎛와, 22㎛ 이상의 조합으로 이루어진다. 표면으로부터 제 4 정보 기록면까지의 거리는 100㎛이다. 표면으로부터 제 1 정보 기록면까지의 거리는 47㎛ 이하이며, 더욱이 표면으로부터 제 4 정보 기록면까지의 거리는 100㎛이다.
광 디스크 시스템에서는, 표면으로부터 입사하여, 정보 기록면에서 반사된 광이 검출되므로, 광이 통과하는 표면으로부터 정보 기록면까지의 투명 재료의 굴절률도, 서보 신호 및 재생 신호의 품질에 영향을 준다. 그렇지만, 특허 문헌 1및 특허 문헌 2에서 나타낸 디스크 구조에는, 굴절률에 대한 고찰 및 기술이 없기 때문에, 투명 재료의 굴절률에 의한 서보 신호 및 재생 신호의 품질에의 영향이 일절 검토되어 있지 않다.
선행 기술 문헌
특허 문헌
특허 문헌 1 : 특개2001-155380호 공보
특허 문헌 2 : 특개2008-117513호 공보
본 발명은, 상기의 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 서보 신호 및 재생 신호의 품질을 향상시킬 수 있는 광 기록 매체 및 광 정보 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
본 발명의 일 국면에 따른 광 기록 매체는, 복수의 정보 기록면을 갖는 광 기록 매체로서, 상기 광 기록 매체는, 광이 입사하는 상기 광 기록 매체의 표면에 가장 가까운 제 1 정보 기록면과, 상기 표면에 두번째로 가까운 제 2 정보 기록면과, 상기 표면에 3번째로 가까운 제 3 정보 기록면과, 상기 표면에 4번째로 가까운 제 4 정보 기록면과 굴절률 nr1을 갖고, 상기 표면으로부터 상기 제 1 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 커버층과 굴절률 nr2를 갖고, 상기 제 1 정보 기록면으로부터 상기 제 2 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 제 1 중간층과 굴절률 nr3을 갖고, 상기 제 2 정보 기록면으로부터 상기 제 3 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 제 2 중간층과 굴절률 nr4를 갖고, 상기 제 3 정보 기록면으로부터 상기 제 4 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 제 3 중간층을 구비하고, 상기 커버층, 상기 제 1 중간층, 상기 제 2 중간층 및 상기 제 3 중간층의 형상적인 두께 tr1, tr2, tr3, tr4가, 소정의 굴절률 no를 갖는 경우의 각층의 두께 t1, t2, t3, t4로 각각 변환된 경우에, 상기 굴절률 nrα 및 상기 두께 trα(1≤α≤n(α는 자연수, n은 4 이상의 정수))를 갖는 층에서 발생하는 디포커스량과, 상기 굴절률 no 및 상기 두께 tα(1≤α≤n(α는 자연수, n은 4 이상의 정수))를 갖는 층에서 발생하는 디포커스량은 동일하고, 상기 두께(t1, t2, t3, t4)가, |t1-(t2+t3+t4)|≥1㎛, 상기 두께(t1, t2, t3, t4) 중 임의의 두 값의 서로의 차이가 모두 1㎛ 이상인 것, 및 |(t1+t2)-(t3+t4)|≥1㎛를 만족시킨다.
이 구성에 의하면, 커버층, 제 1 중간층, 제 2 중간층 및 제 3 중간층의 형상적인 두께 tr1, tr2, tr3, tr4가, 소정의 굴절률 no를 갖는 경우의 각층의 두께 t1, t2, t3, t4로 각각 변환된 경우에, 굴절률 nrα(1≤α≤n(α는 자연수, n은 4 이상의 정수))를 갖는 층에서 발생하는 디포커스량과 굴절률 no 및 두께 tα(1≤α≤n(α는 자연수, n은 4 이상의 정수))를 갖는 층에서 발생하는 디포커스량은 동일하고, 두께 t1, t2, t3, t4는, |t1-(t2+t3+t4)|≥1㎛, 두께 t1, t2, t3, t4 중 임의의 두 값의 서로의 차이가 모두 1㎛ 이상인 것, 및|(t1+t2)-(t3+t4)|≥1㎛를 만족시킨다.
본 발명에 의하면, 커버층, 제 1 중간층, 제 2 중간층 및 제 3 중간층의 형상적인 두께 tr1, tr2, tr3, tr4로부터 변환된 두께 t1, t2, t3, t4는, |t1-(t2+t3+t4)|≥1㎛, 두께 t1, t2, t3, t4 중 임의의 두 값의 서로의 차이가 모두 1㎛ 이상인 것, 및 |(t1+t2)-(t3+t4)|≥1㎛를 만족시키므로, 광 기록 매체의 표면의 뒤편에서 광이 결상하는 것을 방지하고, 또한 각 정보 기록면에서의 반사광끼리의 간섭을 저감하는 것에 의하여, 서보 신호 및 재생 신호의 품질을 향상시킬 수 있다. 또, 광 기록 매체의 표면과 광 기록 매체의 표면에 가장 가까운 정보 기록면의 간격을 크게 설정하는 것이 가능해지므로, 광 기록 매체의 표면에 상처나 오염이 있는 경우의 재생 신호의 열화를 억제할 수 있다.
본 발명의 목적, 특징 및 이점은, 이하의 상세한 설명과 첨부 도면에 의해서, 보다 명백해진다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광 기록 매체 및 광 헤드 장치의 개략 구성을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광 기록 매체의 층 구성을 나타내는 도면,
도 3은 제 4 정보 기록면에 빔을 집광했을 경우의 제 4 정보 기록면으로부터의 반사광을 나타내는 도면,
도 4는 제 4 정보 기록면에 빔을 집광했을 경우의 제 3 정보 기록면 및 제 2 정보 기록면으로부터의 반사광을 나타내는 도면,
도 5는 제 4 정보 기록면에 빔을 집광했을 경우의 제 2 정보 기록면 및 표면으로부터의 반사광을 나타내는 도면,
도 6은 제 4 정보 기록면에 빔을 집광했을 경우의 제 3 정보 기록면, 제 1 정보 기록면 및 제 2 정보 기록면으로부터의 반사광을 나타내는 도면,
도 7은 층간 두께의 차이와 FS 신호 진폭의 관계를 나타내는 도면,
도 8은 각 정보 기록면의 반사율이 거의 같은 광 기록 매체에 있어서의 층간 두께와 지터의 관계를 나타내는 도면,
도 9는 본 발명의 실시예의 변형예와 관련되는 광 기록 매체의 층 구성을 나타내는 도면,
도 10은 실제의 굴절률에 있어서의 형상적인 두께를, 표준의 굴절률에서의 두께로 환산하는 계수의 굴절률 의존성을 나타내는 설명도,
도 11은 표준의 굴절률에 있어서의 두께를, 실제의 굴절률에 있어서의 형상적인 두께로 변환하는 계수의 굴절률 의존성을 나타내는 설명도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 첨부의 도면을 참조해 설명한다. 상, 이하의 실시예는, 본 발명을 구체화한 일례이며, 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 성격의 것은 아니다.
이하, 도 1및 도 2를 이용하여, 본 발명의 실시예에 따른 광 기록 매체에 대해 설명한다.
도 1은, 본 발명의 실시예에 따른 광 기록 매체 및 광 헤드 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이며, 도 2는, 본 발명의 실시예에 따른 광 기록 매체의 층 구성을 나타내는 도면이다. 광 헤드 장치(201)는, 파장λ가 405㎚의 청색의 레이저광을 광 기록 매체(40)에 조사하고, 광 기록 매체(40)에 기록된 신호를 재생한다. 또, 도 1에 나타내는 광 헤드 장치(201)의 구성 및 동작은, 도 13에 나타내는 광 헤드 장치의 구성 및 동작과 거의 같기 때문에, 상세한 설명은 생략 한다.
광 기록 매체(40)에는 일례로서 4개의 정보 기록면이 형성되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 광 기록 매체(40)는, 광 기록 매체(40)의 표면에서 가까운 쪽으로부터 순서대로, 제 1 정보 기록면(40a), 제 2 정보 기록면(40b), 제 3 정보 기록면(40c) 및 제 4 정보 기록면(40d)를 가진다.
광 기록 매체(40)은, 더욱이 커버층(42), 제 1 중간층(43), 제 2 중간층(44) 및 제 3 중간층(45)를 가지고 있다. 커버층(42)의 두께(t1)는, 표면(40z)으로부터 제 1 정보 기록면(40a)까지의 사이의 기재의 두께를 나타내고, 제 1 중간층(43)의 두께(t2)는, 제 1 정보 기록면(40a)으로부터 제 2 정보 기록면(40b)까지의 사이의 기재의 두께를 나타내고, 제 2 중간층(44)의 두께(t3)는, 제 2 정보 기록면(40b)으로부터 제 3 정보 기록면(40c)까지의 사이의 기재의 두께를 나타내고, 제 3 중간층(45)의 두께(t4)는, 제 3 정보 기록면(40c)으로부터 제 4 정보 기록면(40d)까지의 사이의 기재의 두께를 나타내고 있다.
또, 거리 d1(≒t1)는, 표면(40z)으로부터 제 1 정보 기록면(40a)까지의 사이의 거리를 나타내고, 거리 d2(≒t1+t2)는, 표면(40z)으로부터 제 2 정보 기록면(40b)까지의 사이의 거리를 나타내고, 거리 d3(≒t1+t2+t3)는, 표면(40z)으로부터 제 3 정보 기록면(40c)까지의 사이의 거리를 나타내고, 거리 d4(≒t1+t2+t3+t4)는, 표면(40z)으로부터 제 4 정보 기록면(40d)까지의 사이의 거리를 나타내고 있다.
여기서, 정보 기록면이 4면인 경우의 과제에 대해 설명한다. 우선, 첫째의 과제로서 다면 반사광에 의한 간섭에 대해 도3∼도 7을 이용해 설명한다.
도 3은 제 4 정보 기록면(40d)에 빔을 집광했을 경우의 제 4 정보 기록면(40d)으로부터의 반사광을 나타내는 도면이며, 도 4는 제 4 정보 기록면(40d)에 빔을 집광했을 경우의 제 3 정보 기록면(40c) 및 제 2 정보 기록면(40b)으로부터의 반사광을 나타내는 도면이며, 도 5는 제 4 정보 기록면(40d)에 빔을 집광했을 경우의 제 2 정보 기록면(40b) 및 표면(40z)으로부터의 반사광을 나타내는 도면이며, 도 6은 제 4 정보 기록면(40d)에 빔을 집광했을 경우의 제 3 정보 기록면(40c), 제 1 정보 기록면(40a) 및 제 2 정보 기록면(40b)으로부터의 반사광을 나타내는 도면이다.
도 3과 같이, 정보를 재생 또는 기록하기 위해서 제 4 정보 기록면(40d)에 집광된 광속은, 정보 기록층(정보 기록면)의 반투과성에 의하여, 이하의 복수의 광 빔으로 분기된다.
즉, 정보를 재생 또는 기록하기 위해서 제 4 정보 기록면(40d)에 집광하는 광속은, 도 3에 나타내는 빔(70)과 도 4에 나타내는 빔(71)(정보 기록면의 백 포커스광)과 도 5에 나타내는 빔(72)(표면의 백 포커스광)과 도 6에 나타내는 빔(73)으로 분기된다.
도 3과 같이, 빔(70)은 제 4 정보 기록면(40d)에서 반사되어, 표면(40z)으로부터 출사되는 빔이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 빔(71)은 제 3 정보 기록면(40c)에서 반사되어, 제 2 정보 기록면(40b)의 뒤편에서 초점을 맺고 반사되고, 다시 제 3 정보 기록면(40c)에서 반사되어, 표면(40z)으로부터 출사되는 빔이다. 도 5와 같이, 빔(72)는 제 2 정보 기록면(40b)에서 반사되어, 표면(40z)의 뒤편에서 초점을 맺고 반사되고, 다시 제 2 정보 기록면(40b)에서 반사되어, 표면(40z)으로부터 출사되는 빔이다. 도 6과 같이, 빔(73)은, 표면(40z) 및 정보 기록면의 뒤편에서 초점은 맺히지 않지만, 제 3 정보 기록면(40c), 제 1 정보 기록면(40a)의 뒤편 및 제 2 정보 기록면(40b)의 순서로 반사되어, 표면(40z)으로부터 출사되는 빔이다.
우선, 커버층(42), 제 1 중간층(43), 제 2 중간층(44) 및 제 3 중간층(45)의 굴절률이 모두 같은 경우에 대해 고찰한다. 각층에서 공통의 굴절률을 no로 한다.
예를 들면, 제 4 정보 기록면(40d)과 제 3 정보 기록면(40c) 사이의 거리(두께(t4))와 제 3 정보 기록면(40c)과 제 2 정보 기록면(40b) 사이의 거리(두께(t3))가 동일한 경우, 빔(70)과 빔(71)은, 표면(40z)을 출사할 때에 같은 광로를 통과한다. 그 때문에, 빔(70)과 빔(71)은, 같은 광속 직경으로 광 검출기(320)에 입사 된다. 마찬가지로, 제 4 정보 기록면(40d)과 제 2 정보 기록면(40b) 사이의 거리(두께(t4)+두께(t3))와 제 2 정보 기록면(40b)과 표면(40z) 사이의 거리(두께(t2)+두께(t1))가 동일한 경우, 빔(70)과 빔(72)은, 표면(40z)을 출사할 때에 같은 광로를 통과한다. 그 때문에, 빔(70)과 빔(72)은, 같은 광속 직경으로 광 검출기(320)에 입사된다. 또, 제 2 정보 기록면(40b)과 제 1 정보 기록면(40a) 사이의 거리(두께(t2))와 제 4 정보 기록면(40d)과 제 3 정보 기록면(40c) 사이의 거리(두께(t4))가 동일한 경우, 빔(70)과 빔(73)은, 표면(40z)을 출사할 때에 같은 광로를 통과한다. 그 때문에, 빔(70)과 빔(73)은, 같은 광속 직경으로 광 검출기(320)에 입사된다.
여기서, 빔(70)에 대해서 다면 반사광인 빔(71∼73)의 광 강도는 작다. 그렇지만, 간섭의 콘트라스트는, 광 강도가 아니라 광의 진폭 광 강도비에 의존하고, 광의 진폭은, 광 강도의 평방근의 크기가 되므로, 다소 광 강도에 차이가 있어도, 간섭의 콘트라스트는 커진다. 빔(70∼73)이 동일한 광속 직경으로 광 검출기(320)에 입사했을 경우, 각 빔의 간섭에 의한 영향은 커진다. 또, 광 검출기(320)에서의 수광량은, 미소한 정보 기록면간의 두께의 변화에 따라서 크게 변동하고, 안정되게 신호를 검출하는 것이 곤란해진다.
도 7은 층간 두께의 차이와 FS 신호 진폭과의 관계를 나타내는 도면이다. 또, 도 7에서는, 빔(70)과, 빔(71)과, 빔(72) 또는 빔(73)과의 광 강도비를 100:1로 하고, 또한 커버층(42) 및 제 1 중간층(43)의 굴절률이 모두 약 1.60(1.57)으로서 동일한 경우의 층간 두께의 차이에 대한 FS 신호(광 강도의 총합) 진폭을 나타내고 있다. 도 7에서, 가로축은 층간 두께의 차이를 나타내고, 세로축은 FS 신호 진폭을 나타내고 있다. FS 신호 진폭은, 다른 정보 기록면으로부터의 반사가 없다고 가정해 빔(70)만을 광 검출기(320)에서 수광했을 때의 DC 광량에 의해서 규격화한 값이다. 또, 본 실시예에서 층간이란, 광 기록 매체와 정보 기록면 사이, 및 인접하는 정보 기록면 사이를 나타내고 있다. 도 7과 같이, 층간 두께의 차이가 약 1㎛ 미만이 되면 FS 신호가 급격하게 변동하는 것을 알 수 있다.
또, 도 5의 빔(72)와 같이, 커버층(42)의 두께(t1)와 제 1 중간층(43)∼제 3 중간층(45)의 두께의 총합(t2+t3+t4)의 차이가 1㎛ 이하가 되어도 FS 신호의 변동등의 문제가 생긴다.
두번째 과제로서, 인접하는 정보 기록면간의 층간 거리가 너무 작으면, 인접하는 정보 기록면으로부터의 크로스토크의 영향을 받는다. 그 때문에, 층간 거리는 소정치 이상 필요하다. 그래서, 층간 두께에 대해 검토하고, 최소가 되는 층간 두께를 결정한다.
도 8은 각 정보 기록면의 반사율이 거의 같은 광 기록 매체에 있어서의 층간 두께와 지터와의 관계를 나타내는 도면이다. 중간층의 굴절률은 약 1.60이다. 도 8에서, 가로축은 층간 두께를 나타내고, 세로축은 지터값을 나타내고 있다. 층간 두께가 얇아지는에 따라서 지터는 열화한다. 지터의 증대가 시작되는 점은 약 10㎛로 되어 있고, 층간 두께가 약 10㎛이하의 경우, 급격한 지터의 열화가 일어난다. 따라서, 층간 두께의 최소치는 10㎛가 최적이다.
도 2를 이용하여, 본 발명의 실시예에 따른 광 기록 매체(40)의 구성에 대해 설명한다. 본 실시예에서는, 제조상의 두께 불균형을 고려한 다음, 다른 정보 기록면 또는 디스크 표면으로부터의 반사광의 악영향을 해결하기 위해서, 이하의 조건 (1)∼(3)를 확보할 수 있도록 4층 디스크(광 기록 매체(40))의 구조를 설정한다.
조건 (1) : 커버층(42)의 두께(t1)와 제 1 중간층(43)∼제 3 중간층(45)의 두께(t2∼t4)의 총합(t2+t3+t4)의 차이는, 1㎛ 이상 확보한다. 즉, 두께(t1, t2, t3, t4)는, |t1-(t2+t3+t4)|≥1㎛를 만족시킨다.
조건 (2) : 두께(t1, t2, t3, t4) 중 임의의 두 값의 서로의 차이가 모두 1㎛ 이상일 것.
조건 (3) : 커버층(42)의 두께(t1)와 제 1 중간층(43)의 두께(t2)의 합(t1+t2)과 제 2 중간층(44)의 두께(t3)와 제 3 중간층(45)의 두께(t4)의 합(t3+t4)의 차이는, 1㎛ 이상 확보한다. 즉, 두께 t1, t2, t3, t4는, |(t1+t2)-(t3+t4)|≥1㎛를 만족시킨다.
그 밖에도 층간 두께의 조합이 몇개인가 있지만, 커버층의 두께(t1)를 제 1 중간층(43)∼제 3 중간층(45)의 두께(t2∼t4)의 총합(t2+t3+t4)에 가까운 값으로 하는 경우에는 고려 불필요해서 생략한다.
도 9는 본 발명의 실시예의 변형예와 관련되는 광 기록 매체의 층 구성을 나타내는 도면이다. 도 9에 나타내는 광 기록 매체(30)는, 3개의 정보 기록면을 가지고 있다. 도 9에 나타내도록(듯이), 광 기록 매체(30)는, 광 기록 매체(30)의 표면(30z)에 가까운 쪽으로부터 순서대로, 제 1 정보 기록면(30a), 제 2 정보 기록면(30b) 및 제 3 정보 기록면(30c)을 가진다. 광 기록 매체(30)는, 더욱이 커버층(32), 제 1 중간층(33) 및 제 2 중간층(34)을 가지고 있다.
커버층(32)의 두께(t1)는, 표면(30z)으로부터 제 1 정보 기록면(30a)까지의 사이의 기재의 두께를 나타내고, 제 1 중간층(33)의 두께(t2)는, 제 1 정보 기록면(30a)으로부터 제 2 정보 기록면(30b)까지의 사이의 기재의 두께를 나타내고, 제 2 중간층(34)의 두께(t3)는, 제 2 정보 기록면(30b)으로부터 제 3 정보 기록면(30c)까지의 사이의 기재의 두께를 나타내고 있다.
또, 거리 d1(≒t1)는, 표면(30z)으로부터 제 1 정보 기록면(30a)까지의 사이의 거리를 나타내고, 거리 d2(≒t1+t2)는, 표면(30z)으로부터 제 2 정보 기록면(30b)까지의 사이의 거리를 나타내고, 거리 d3(≒t1+t2+t3)는, 표면(30z)으로부터 제 3 정보 기록면(30c)까지의 사이의 거리를 나타내고 있다.
상기의 설명에서는 4층 디스크의 구조에 대한 구체적인 예를 나타내고 있지만, 도 9와 같은 3층 디스크이면, 이하의 조건 (1) 및 (2)을 확보할 수 있도록 3층 디스크(광 기록 매체(30))의 구조를 설정한다.
조건 (1) : 커버층(32)의 두께(t1)와 제 1 중간층(33) 및 제 2 중간층(34)의 두께(t2, t3)의 총합(t2+t3)의 차이는, 1㎛ 이상 확보한다. 즉, 광 기록 매체(30)는, |t1-(t2+t3)|≥1㎛를 만족시킨다.
조건 (2) : 두께(t1, t2, t3) 중 임의의 두 값의 서로의 차이는, 모두 1㎛ 이상이다.
더욱이 (N-1)층 디스크(N는 4이상의 자연수)에 대해서 생각하면, 상기의 조건은, 일반적으로, 커버층의 두께를 t1 및 제 1 중간층∼제 N 중간층의 두께를 t2∼tN으로 했을 때, 두께 ti로부터 두께 tj까지의 합과 두께 tk로부터 두께 tm까지의 합의 차이를 1㎛ 이상 반드시 마련하는 것이 된다. 다만, i, j, k 및 m은, 임의의 자연수이며, i≤j<k≤m≤N를 만족시킨다. 또, 커버층 두께는, 광 기록 매체의 표면으로부터 해당 표면에 가장 가까운 정보 기록면까지의 거리이다. 이것은, 광 기록 매체의 표면으로부터 해당 표면에 두번째로 가까운 정보 기록면까지의 거리를 d2로 하고, 광 기록 매체의 표면으로부터 해당 표면에 3번째로 가까운 정보 기록면까지의 거리를 d3으로 하고, 광 기록 매체의 표면으로부터 해당 표면에 4번째로 가까운 정보 기록면까지의 거리를 d4로 하는 것과 같은 의미이다.
그리고 또, 두번째 과제에 대응하여, 모든 중간층 두께는 각각 10㎛ 이상으로 한다.
여기까지는, 커버층 및 각 중간층의 굴절률이 표준치와 같고, 커버층 및 각 중간층의 굴절률이 모두 같은 값이다고 하여 생각해 왔지만, 여기에서는, 커버층 및 각 중간층의 굴절률이 표준치와 다른 경우, 또는 커버층 및 각 중간층의 굴절률이 층마다 다른 경우에 대해서 생각한다.
첫번째 과제의 백 포커스 과제가 일어나는 것은, 광 검출기(320)상에서, 신호광과 다른 정보 기록면으로부터의 반사광의 크기 및 형상이 비슷하기 때문이다. 굴절률이 약 1.60일 때에, 신호광의 초점 위치와 다른 정보 기록면으로부터의 반사광의 초점 위치의 차이가, 광 기록 매체 측에서 광축 방향으로 1㎛보다 작은 경우, 백 포커스을 피하는 것이 가능하다. 또, 두번째 과제의 인접하는 정보 기록면에 의한 크로스토크가 일어나는 것은, 굴절률이 약 1.60일 때에, 신호광의 디포커스량이 인접 트랙 상에서 10㎛보다 작은 경우이다.
어쨌든, 디포커스량이 중요하다. 또, 디포커스량은, 신호광이 초점을 묶고 있는 위치에서의 다른 정보 기록면으로부터의 반사광의 크기 또는 다른 정보 기록면으로부터의 반사광의 허상의 크기이다. 다른 정보 기록면으로부터의 반사광 또는 다른 정보 기록면으로부터의 반사광의 허상의 반경을 RD로 한다. 반경의 크기가 RD인 다른 정보 기록면으로부터의 반사광이 광 검출기(320)상에 투영되므로, 이 반사광의 크기에, 간섭 및 크로스토크의 크기가 의존한다. 이 반사광의 크기는, 층간 두께에 따른 광의 확대량이라고도 말할 수 있다. 굴절률이 1.60과 다른 경우에, 백 포커스 및 크로스토크를 회피하기 위해서는, 디포커스량, 즉, 다른 정보 기록면으로부터의 반사광의 크기 또는 다른 정보 기록면으로부터의 반사광의 허상의 크기가 각각 같아지는 조건을 생각하면 좋은 것을 알았다. 이것은, 층간 두께에 따른 광의 확대량을 기준으로서 층간 두께를 환산한다고도 말할 수 있다.
표준적인 굴절률 no는 서로 다른 굴절률 nr을 가짐과 동시에, 형상적인 두께 dr을 갖는 층에서의 디포커스(다른 정보 기록면으로부터의 반사광의 크기 또는 다른 정보 기록면으로부터의 반사광의 허상의 크기)가, 표준적인 굴절률 no를 가짐과 동시에, 형상적인 두께 do를 갖는 층에 있어서의 디포커스와 같게 되는 조건은, 아래와 같은 (1) 식 및 (2) 식으로 표현된다.
Figure 112010078990233-pct00001
여기서, NA는, 광 기록 매체에 대물 렌즈(56)에 의해서 광을 좁힐 때의 개구수이다. 예를 들면, NA=0.85등이 이용된다. θr 및 θo는, 각각 굴절률 nr 및 굴절률 no의 물질중에서의 광의 수속 각도이다. RD는, 다른 정보 기록면으로부터의 반사광 또는 다른 정보 기록면으로부터의 반사광의 허상의 반경이다. 또, sin 및 tan는 각각 사인 함수 및 탄젠트 함수이다. 또, 표준적인 굴절률 no는, 예를 들면 1.60이며, 보다 바람직하게는 1.57이다.
상기의 (1) 식으로부터, 수속 각도 θr은, 아래와 같은(3) 식으로 표현되고, 수속 각도 θo는, 아래와 같은 (4) 식으로 표현된다.
Figure 112010078990233-pct00002
여기서, arcsin는, 역사인 함수(inverse sine)이다.
상기의 (2) 식으로부터, 두께 do는, 아래와 같은(5) 식으로 표현되고, 두께 dr는, 아래와 같은(6) 식으로 표현된다.
Figure 112010078990233-pct00003
굴절률 nr인 층의 형상적인 두께가 dr일 때에, 굴절률 no의 층의 어느 정도의 두께에 상당하는지를 도출하기 위해서는 (5) 식을 이용하여, 두께 do를 계산하면 좋다.
또, 굴절률 nr인 층의 형상적인 두께 dr을 얼마로 하면, 굴절률 no인 층의 어느 정도의 두께 do와 동등한 두께가 될지는, (6) 식을 이용하여, 두께 dr를 계산하면 좋다.
(5) 식의 계수 부분, 즉, tan(θr) /tan(θo)를 굴절률 nr의 함수로서 도 10에 나타낸다. 또, 식(6)의 계수 부분, 즉, tan(θo) /tan(θr)를 굴절률 nr의 함수로서 도 11에 나타낸다.
도 10은 실제의 굴절률에서의 형상적인 두께를 표준의 굴절률에서의 두께로 환산하는 계수의 굴절률 의존성을 나타내는 설명도이며, 도 11은 표준의 굴절률에서의 두께를 실제의 굴절률에서의 형상적인 두께로 변환하는 계수의 굴절률 의존성을 나타내는 설명도이다.
일례로서 상기의 4층 디스크(광 기록 매체(40))의 커버층의 두께(t1)와 제 1 중간층의 두께(t2)∼ 제 3 중간층의 두께(t4)의 합의 관계의 구체적인 예를 든다. 각 층의 굴절률이 모두 표준적인 굴절률 no, 즉 1.60이며, 커버층의 두께(t1)가 54㎛이며, 제 1 중간층의 두께(t2)가 10㎛이며, 제 2 중간층의 두께(t3)가 21㎛이며, 제 3 중간층의 두께(t4)가 19㎛인 경우에 대해서 생각한다. 제 1 중간층의 두께(t2)로부터 제 3 중간층의 두께(t4)의 합은 50㎛가 된다. 이 경우, 커버층의 두께(t1)와 제 1 중간층의 두께(t2)로부터 제 3 중간층의 두께(t4)의 합의 차이는, 4㎛나 되어, 1㎛ 이상 확보되어 있다.
그러나, 만약 커버층의 굴절률 nr이 1.70인 경우, 커버층의 형상적인 두께 tr1이 같은 54㎛여도 사정이 다르다. 굴절률 nr인 층의 두께 tr1을, 표준치의 굴절률 no인 층의 두께(t1)로 환산하려면 , (3) 식 및 (5) 식, 혹은, 도 10으로부터, 두께 tr1에 0.921을 곱하면 좋은 것을 알 수 있다. 따라서, 굴절률 no인 층의 두께(t1)는, t1=0.921×r1=49.7㎛가 되어, 제 1 중간층의 두께(t2)로부터 제 3 중간층의 두께(t4)까지의 합의 50㎛보다 작아져 버리는 것을 알 수 있다.
반대로, 커버층의 두께 tr1와 제 1 중간층의 두께(t2)로부터 제 3 중간층의 두께(t4)까지의 합의 차이를 1㎛ 이상 확보하고, 또한 커버층의 두께 tr1이 51㎛ 이상이 되도록 하기 위해서는, (4) 식 및 (6) 식, 혹은, 도 11로부터, 굴절률 no인 층의 두께(t1)에 1.086을 곱하면 좋은 것을 알 수 있다. 즉, 굴절률 nr인 층의 두께 tr1은, tr1=51×1.086≒55.4㎛가 된다. 이것에 의해서, 굴절률 nr이 1.70일 때는 형상적인 커버층의 두께 tr1을 55.4㎛ 이상으로 할 필요가 있는 것을 알 수 있다. 또, 상기의 예는 일례이며, 본원 발명은 이 값으로 한정되는 것은 아니다.
또, 커버층 및 중간층의 두께는 다른 관점으로부터도 특정의 조건을 만족시킬 필요가 있다. 포커스 점프의 안정성을 얻기 위해서는, 커버층 및 중간층의 두께는 표준적인 값으로부터 일정한 범위에 있는 것이 바람직하다. 포커스 점프란, 어느 정보 기록면으로부터 다른 정보 기록면으로 초점 위치를 바꾸는 동작이다. 포커스 점프를 할 때에, 행선지의 정보 기록면에서의 포커스 에러 신호를 안정적으로 얻기 위해서는, 포커스 점프에 앞서 콜리메이트 렌즈(53)를 움직이는 등 행선지의 정보 기록면에서의 포커스 에러 신호를 양질로 해 두는 것이 바람직하다. 그러기 위해서는, 정보 기록면간의 구면수차의 차이가 일정 범위에 있는 것이 바람직하다.
굴절률이 다르면, 두께가 같아도 구면수차의 양이 바뀌고, 따라서, 중간층의 두께의 목적치 또는 허용 범위도, 구면수차량이 일정 범위에 들어가도록 설정하는 것이 바람직하다.
더욱이, 먼저 말한 것처럼, 백 포커스 문제의 회피 및 크로스토크 문제의 회피의 관점으로부터, 소정의 층(커버층 또는 중간층)의 굴절률이 nr(min)≤nr≤nr(max)인 경우에는, 굴절률 nr인 층의 두께 dr은, θr(min)=arcsin(NA/nr(min)) 및 θr(max)=arcsin(NA/nr(max))로 한 다음, 똑같이 do=dr·tan(θr)/tan(θo)를 이용하여, 중간층의 두께를 표준적인 굴절률 no의 경우를 상정한 두께로 환산하여, 적부를 판단한다.
또, 본 발명의 실시예에 있어서의 광 기록 매체는, 개서형, 추기형 및 재생 전용형의 몇개의 타입으로 한정되는 것이 아니고, 각 타입의 광 기록 매체에 적응하는 것이 가능하다.
상술한 백 포커스로 인한 신호의 혼란 및 신호 품질 열화는, 광 검출기 상에서, 신호광과 다른 정보 기록면으로부터의 반사광이 같은 크기, 또는, 같은 형상이 되었을 때에 일어난다. 광 검출기 상에서, 신호광과 다른 정보 기록면으로부터의 반사광이 같은 크기, 또는, 같은 형상이 되는 것은, 외관상, 바꿔 말하면, 반사광의 허상도 포함하여, 초점 위치가 같아지는 경우이다. 신호광과 다른 정보 기록면으로부터의 반사광은, 광 디스크의 투명 기재 내에서의 광로가 일부 다르게 되어 있다. 광로가 다른 것에 의해서 생기는 디포커스량이 동일할 때에, 신호광의 초점 위치와 다른 정보 기록면으로부터의 반사광의 초점 위치가 같게 보인다. 기재 두께에 의한 디포커스량이 동일하다고 판단할 수 있는 것은, 수속광의 퍼짐이, 즉 수속광의 반경이, 신호광과 다른 정보 기록면으로부터의 반사광에서 동일할 때이다.
따라서, 굴절률 nr의 형상적인 두께 dr에 의해서, 백 포커스를 회피할 수 있는지 아닌지를 판단하려면, 기재 두께에 의한 광 스폿의 확대 반경 R을 기초로 계산하면 좋다. 여기서, 형상적인 두께란, 재료의 물질적인 두께를 나타내고, 물리적인 두께라고도 부를 수 있다.
또, 중간층 두께가 얇아졌을 경우에 생기는 층간 간섭도, 인접층상 스폿 형상(반경 R)이 충분히 크면 회피할 수 있다. 그 때문에, 역시, 굴절률 nr의 형상적인 두께 dr에 의해서, 층간 간섭을 회피할 수 있는지 아닌지를 판단하기에도, 기재 두께에 따른 광 스폿의 확대 반경 R을 기초로 계산하면 좋다.
커버층 또는 중간층의 두께를 t로 하고, 광 스폿의 개구수를 NA(NA=0.85)로 하고, 기재중의 광의 수속 각도를 θ로 하면, NA=n·sin(θ)이므로, θ=arcsin(NA/n)이 된다. 여기서, arcsin은 역사인 함수이다. 또, 광 스폿의 확대 반경 R은, R=t·tan(θ)에 의해서 계산할 수 있다.
표준적인 굴절률을 no로 하고, 표준적인 굴절률 no를 갖는 층의 두께를 to로 하고, 해당 층의 기재중의 수속 각도를 θo로 한다. 또, 표준적인 굴절률 no는, 예를 들면 1.60이다. 또, 실제의 광 디스크의 투명 기재의 두께 부분을 구성하는 층(대상 층)를 첨자 "r"로 표시하고, 대상층의 굴절률을 nr로 하고, 형상적인 층 두께를 tr로 하고, 기재중의 수속 각도를 θr로 한다. 이 때, 수속 각도 θo 및 θr은, θo=arcsin(NA/no) 및 θr=arcsin(NA/nr)이다.
또, 광 스폿의 확대 반경 R는, R=tr·tan(θr)=to·tan(θo)이므로, 표준적인 굴절률 no를 갖는 층의 두께 to는, to=tr·(tan(θr) /tan(θo))=tr·f(nr)로 된다.
f(nr)은, 형상 상의 층의 두께 tr이, 표준적인 굴절률 no를 갖는 층에서는 어느 정도의 두께 to에 상당할지를 유도하기 위한 계수이며, 상술한 도 10에 나타냈던 대로의 함수이다.
예를 들면, 4층의 정보 기록면을 갖는 4층 디스크에 대해서 생각한다. 4층 디스크(광 기록 매체(40))는, 디스크의 표면(광이 입사하는 면)(40z)측으로부터 순서대로, 제 1 정보 기록면(40a), 제 2 정보 기록면(40b), 제 3 정보 기록면(40c) 및 제 4 정보 기록면(40d)을 갖는다. 또, 4층 디스크는, 광의 입사하는 표면(40z)으로부터 제 1 정보 기록면(40a)까지의 사이에 존재하는 커버층(42)과 제 1 정보 기록면(40a)으로부터 제 2 정보 기록면(40b)까지의 사이에 존재하는 제 1 중간층(43)과 제 2 정보 기록면(40b)으로부터 제 3 정보 기록면(40c)까지의 사이에 존재하는 제 2 중간층(44)과 제 3 정보 기록면(40c)으로부터 제 4 정보 기록면(40d)까지의 사이에 존재하는 제 3 중간층(45)을 가진다.
커버층(42)의 형상적인 두께를 tr1로 하고, 커버층(42)의 실제의 굴절률을 nr1로 한다. 제 1 중간층(43)의 형상적인 두께를 tr2로 하고, 제 1 중간층(43)의 실제의 굴절률을 nr2로 한다. 제 2 중간층(44)의 형상적인 두께를 tr3으로 하고, 제 2 중간층(44)의 실제의 굴절률을 nr3으로 한다. 제 3 중간층(45)의 형상적인 두께를 tr4로 하고, 제 3 중간층(45)의 실제의 굴절률을 nr4로 한다.
디포커스량을 기준으로 하여, 커버층(42) 및 제 1∼제 3 중간층(43∼45)의 두께 tr1, tr2, tr3, tr4를, 표준적인 굴절률 no를 갖는 커버층(42) 및 제 1∼제 3 중간층(43∼45)의 두께 t1, t2, t3, t4로 각각 변환하면, t1=tr1×f(nr1), t2=tr2×f(nr2), t3=tr3×f(nr3), 및 t4=tr4×f(nr4)가 된다.
통상, 커버층은 중간층보다 두껍다. 그 때문에, 백 포커스을 피하기 위해서는, 4층 디스크는, |t1-(t2+t3+t4)|≥1㎛, |t2-t3|≥1㎛, |t3-t4|≥1㎛, 및 |t2-t4|≥1㎛를 모두 만족시켜야 한다.
또, 층간 간섭을 피하기 위해서는, 4층 디스크는, t2≥10㎛, t3≥10㎛, 및 t4≥10㎛도 모두 만족시켜야 한다. 즉, 커버층(42), 제 1 중간층(43), 제 2 중간층(44) 및 제 3 중간층(45)의 두께 t1, t2, t3, t4는, 각각 10㎛ 이상이다.
이와 같이, 광 기록 매체(40)는, 광이 입사하는 광 기록 매체(40)의 표면(40z)에 가장 가까운 제 1 정보 기록면(40a)과, 표면(40z)에 두번째로 가까운 제 2 정보 기록면(40b)과, 표면(40z)에 3번째로 가까운 제 3 정보 기록면(40c)과, 표면(40z)에 4번째로 가까운 제 4 정보 기록면(40d)과, 굴절률 nr1을 갖고, 표면(40z)으로부터 제 1 정보 기록면(40a)까지의 사이에 존재하는 커버층(42)과, 굴절률 nr2를 갖고, 제 1 정보 기록면(40a)으로부터 제 2 정보 기록면(40b)까지의 사이에 존재하는 제 1 중간층(43)과, 굴절률 nr3을 갖고, 제 2 정보 기록면(40b)으로부터 제 3 정보 기록면(40c)까지의 사이에 존재하는 제 2 중간층(44)과, 굴절률 nr4를 갖고, 제 3 정보 기록면(40c)으로부터 제 4 정보 기록면(40d)까지의 사이에 존재하는 제 3 중간층(45)를 구비한다.
그리고, 커버층(42), 제 1 중간층(43), 제 2 중간층(44) 및 제 3 중간층(45)의 형상적인 두께 tr1, tr2, tr3, tr4가, 소정의 굴절률 no를 갖는 경우의 각층의 두께 t1, t2, t3, t4로 각각 변환된 경우에, 굴절률 nrα 및 두께 trα(1≤α≤n(α는 자연수, n은 4 이상의 정수))를 갖는 층에서 발생하는 디포커스량과 굴절률 no 및 두께 tα(1≤α≤n(α는 자연수, n은 4 이상의 정수))를 갖는 층에서 발생하는 디포커스량과는 동일하고, 두께 t1, t2, t3, t4는, |t1-(t2+t3+t4)|≥1㎛, 두께 t1, t2, t3, t4 중 임의의 두 값의 서로의 차이가 모두 1㎛ 이상인 것, 및 |(t1+t2)-(t3+t4)|≥1㎛를 만족시킨다.
따라서, 커버층(42), 제 1 중간층(43), 제 2 중간층(44) 및 제 3 중간층(45)의 형상적인 두께 tr1, tr2, tr3, tr4로부터 변환된 두께 t1, t2, t3, t4는, |t1-(t2+t3+t4)|≥1㎛, 두께 t1, t2, t3, t4 중 임의의 두 값의 서로의 차이가 모두 1㎛ 이상인 것, 및 |(t1+t2)-(t3+t4)|≥1㎛를 만족시키므로, 광 기록 매체의 표면의 뒤편에서 광이 결상하는 것을 방지하고, 또한 각 정보 기록면에서의 반사광끼리의 간섭을 줄임으로써, 서보 신호 및 재생 신호의 품질을 향상시킬 수 있다.
또, 광 기록 매체의 표면과 광 기록 매체의 표면에 가장 가까운 정보 기록면과의 간격을 크게 설정하는 것이 가능해지므로, 광 기록 매체의 표면에 상처나 오염이 있는 경우의 재생 신호의 열화를 억제할 수 있다.
또, 커버층(42), 제 1 중간층(43), 제 2 중간층(44) 및 제 3 중간층(45)의 형상적인 두께 tr1, tr2, tr3, tr4가, 소정의 굴절률 no를 갖는 경우의 각층의 두께 t1, t2, t3, t4로 각각 변환되고, 또한 굴절률 nrα를 갖는 층의 두께가 trα(1≤α≤n(α는 자연수, n은 4 이상의 정수))이며, 굴절률 nrα를 갖는 층 내에서의 광의 수속 각도가 θrα(1≤α≤n(α는 자연수, n은 4 이상의 정수))이며, 굴절률 no를 갖는 층의 두께가 tα(1≤α≤n(α는 자연수, n은 4 이상의 정수))이며, 굴절률 no를 갖는 층 내에서의 광의 수속 각도가 θo일 때, 두께 trα가 하기의 식에 근거하여 두께 tα로 변환된 경우에, 두께 t1, t2, t3, t4는, |t1-(t2+t3+t4)|≥1㎛, 두께 t1, t2, t3, t4 중 임의의 두 값의 서로의 차이가 모두 1㎛ 이상인 것, 및|(t1+t2)-(t3+t4)|≥1㎛를 만족시킨다.
Figure 112010078990233-pct00004
또, 굴절률 no를 갖는 층에서 발생하는 구면수차량이 소정의 허용 범위 내로 되는 층의 두께 tα의 범위가, 굴절률 nrα를 갖는 층의 두께 trα의 범위로 변환된 경우에, 두께 trα는 변환 후의 두께 trα의 범위 내에 포함되는 것이 바람직하다.
더욱이 다른 예로서 3층의 기록층을 갖는 3층 디스크에 대해서 생각한다. 3층 디스크(광 기록 매체(30))는, 디스크의 표면(광이 입사하는 면)(30z)측으로부터 순서대로, 제 1 정보 기록면(30a), 제 2 정보 기록면(30b) 및 제 3 정보 기록면(30c)를 가진다. 또, 3층 디스크는, 광의 입사하는 표면(30z)으로부터 제 1 정보 기록면(30a)까지의 사이에 존재하는 커버층(32)과, 제 1 정보 기록면(30a)으로부터 제 2 정보 기록면(30b)까지의 사이에 존재하는 제 1 중간층(33)과, 제 2 정보 기록면(30b)으로부터 제 3 정보 기록면(30c)까지의 사이에 존재하는 제 2 중간층(34)을 가진다.
커버층(32)의 형상적인 두께를 tr1로 하고, 커버층(32)의 실제의 굴절률을 nr1로 한다. 제 1 중간층(33)의 형상적인 두께를 tr2로 하고, 제 1 중간층(33)의 실제의 굴절률을 nr2로 한다. 제 2 중간층(34)의 형상적인 두께를 tr3으로 하고, 제 2 중간층(34)의 실제의 굴절률을 nr3으로 한다.
디포커스량을 기준으로 하여, 커버층(32), 제 1 중간층(33) 및 제 2 중간층(34)의 두께 tr1, tr2, tr3을, 표준적인 굴절률 no를 갖는 커버층(32), 제 1 중간층(33) 및 제 2 중간층(34)의 두께 t1, t2, t3으로 각각 변환하면, t1=tr1×f(nr1), t2=tr2×f(nr2), 및 t3=tr3×f(nr3)가 된다.
통상, 커버층은 중간층보다 두껍다. 그 때문에, 백 포커스를 피하기 위해서는, 3층 디스크는, |t1-(t2+t3)|≥1㎛, 및 |t2-t3|≥1㎛를 모두 만족시켜야 한다.
또, 층간 간섭을 피하기 위해서는, 3층 디스크는, t2=10㎛, 및 t3=10㎛도 모두 만족시켜야 한다. 즉, 커버층(32), 제 1 중간층(33) 및 제 2 중간층(34)의 두께 t1, t2, t3는, 각각 10㎛ 이상이다.
이와 같이, 광 기록 매체(30)는, 광이 입사하는 광 기록 매체(30)의 표면(30z)에 가장 가까운 제 1 정보 기록면(30a)과, 표면(30z)에 두번째로 가까운 제 2 정보 기록면(30b)과, 표면(30z)에 3번째로 가까운 제 3 정보 기록면(30c)과, 굴절률 nr1을 갖고, 표면(30z)으로부터 제 1 정보 기록면(30a)까지의 사이에 존재하는 커버층(32)와 굴절률 nr2를 갖고, 제 1 정보 기록면(30a)으로부터 제 2 정보 기록면(30b)까지의 사이에 존재하는 제 1 중간층(33)과, 굴절률 nr3을 갖고, 제 2 정보 기록면(30b)으로부터 제 3 정보 기록면(30c)까지의 사이에 존재하는 제 2 중간층(34)를 구비한다.
그리고, 커버층(32), 제 1 중간층(33) 및 제 2 중간층(34)의 형상적인 두께 tr1, tr2, tr3가, 소정의 굴절률 no를 갖는 경우의 각층의 두께 t1, t2, t3으로 각각 변환된 경우에, 굴절률 nrα 및 두께 trα(1≤α≤n(α는 자연수, n은 3 이상의 정수))를 갖는 층에서 발생하는 디포커스량과 동일하고, 두께 t1, t2, t3는, |t1-(t2+t3)|≥1㎛, 및 두께 t1, t2, t3 중 임의의 두 값의 서로의 차이가 모두 1㎛ 이상인 것을 만족시킨다.
따라서, 커버층(32), 제 1 중간층(33) 및 제 2 중간층(34)의 형상적인 두께 tr1, tr2, tr3으로부터 변환된 두께 t1, t2, t3는, |t1-(t2+t3)|≥1㎛, 및 두께 t1, t2, t3 중 임의의 두 값의 서로의 차이가 모두 1㎛ 이상인 것을 만족시키므로, 광 기록 매체의 표면의 뒤편에서 광이 결상하는 것을 방지하고, 또한 각 정보 기록면에서의 반사광끼리의 간섭을 줄임으로써, 서보 신호 및 재생 신호의 품질을 향상시킬 수 있다.
또, 광 기록 매체의 표면과 광 기록 매체의 표면에 가장 가까운 정보 기록면의 간격을 크게 설정하는 것이 가능해지므로, 광 기록 매체의 표면에 상처나 오염이 있는 경우의 재생 신호의 열화를 억제할 수 있다.
또, 커버층(32), 제 1 중간층(33) 및 제 2 중간층(34)의 형상적인 두께 tr1, tr2, tr3가, 소정의 굴절률 no를 갖는 경우의 각층의 두께 t1, t2, t3으로 각각 변환되고, 또한 굴절률 nrα를 갖는 층의 두께가 trα(1≤α≤n(α는 자연수, n은 3 이상의 정수))이며, 굴절률 nrα를 갖는 층 내에서의 광의 수속 각도가 θrα(1≤α≤n(α는 자연수, n은 3 이상의 정수))이며, 굴절률 no를 갖는 층의 두께가 tα(1≤α≤n(α는 자연수, n은 3 이상의 정수))이며, 굴절률 no를 갖는 층 내에서의 광의 수속 속도가 θo일 때에, 두께 trα가, 아래와 같은 식에 근거해 두께 tα로 변환된 경우에, 두께 t1, t2, t3는, |t1-(t2+t3)|≥1㎛, 및 두께 t1, t2, t3 중 임의의 두 값의 서로의 차이가 모두 1㎛ 이상인 것을 만족시킨다.
Figure 112010078990233-pct00005
또, 3층 디스크에서도, 굴절률 no를 갖는 층에서 발생하는 구면수차량이 소정의 허용 범위로 되는 층의 두께 tα 범위가, 굴절률 nrα를 갖는 층의 두께 trα의 범위로 변환된 경우에, 두께 trα는 변환 후의 두께 trα 범위내에 포함되는 것이 바람직하다.
또, 표면 또는 각 정보 기록면 사이가 또 다른 굴절률을 갖는 복수의 재료층으로 구성되는 경우, 우선, 각각의 재료층의 두께를 표준적인 굴절률에서는 어느 정도의 두께에 상당하는지를 산출한다. 즉, 형상적인 두께에 상기 함수값 f가 승산됨으로써, 디포커스량을 기준으로서 굴절률 nr을 갖는 재료층의 실제의 두께가, 표준적인 굴절률 no를 갖는 재료층의 두께로 각각 변환된다. 그리고, 변환 후의 각 재료층의 두께가 적산된다.
예를 들면, 형상적인 두께가 tr1인 커버층이, 두께가 tr11이며 굴절률이 nr11인 제 1 커버층, 두께가 tr12이며 굴절률이 nr12인 제 2 커버층, … 및, 두께가 tr1N이며, 굴절률이 nr1N인 제 N 커버층으로 더 성립되어 있는 경우, 디포커스량을 기준으로서 커버층의 형상적인 두께를 표준적인 굴절률 no를 갖는 커버층의 두께(t1)로 변환하면, t1=Σtr1k×f(nrk)로 된다. 여기서, Σ는 k에 대해 1부터 N까지의 적산을 나타낸다.
높은 개구수(NA)의 대물 렌즈를 이용하는 경우, 광이 통과하는 투명 기재의 두께에 의존해 급준하게 구면수차가 변화한다. 구면수차가 큰 경우, 초점 제어(포커스 제어)를 실시할 때의 지표가 되는 초점 에러(포커스 에러) 신호의 감도가 설계와 다르거나 신호 진폭이 감소하거나 하는 등의 포커스 에러 신호의 열화가 일어난다.
따라서, 초점 제어를 하지 않은 상태로부터 초점 제어를 시작하려고 하는 경우, 또는, 포커스 점프의 안정성을 얻는 경우에는, 미리, 초점 제어를 행하는 층에서의 구면수차 보정을 실시하는 것이 바람직하다. 그러기 위해서는, 표면으로부터 정보 기록면까지의 사이의 두께 및 중간층의 두께는, 표준적인 값으로부터 일정한 범위내에 있는 것이 바람직하다.
또, 포커스 점프란, 어느 정보 기록면으로부터 다른 정보 기록면으로 초점 위치를 바꾸는 동작이다. 표준적인 값 또는 일정한 범위는, 상기의 이유로부터 구면수차를 기준으로 하여 생각할 필요가 있다. 따라서, 굴절률이 표준적인 값과는 다른 경우, 형상적인 두께는 굴절률에 따라 변경되게 된다.
그래서, 다층 광 디스크의 층 두께 설계는 예를 들면 아래와 같이 하면 좋다. 우선, 투명 기재를 구성하는 재료의 굴절률을 파악한다. 다음에, 얻을 수 있던 굴절률에 따라, 구면수차를 기준으로 하여 표면으로부터 정보 기록면까지의 사이의 형상적인 두께 및 중간층의 형상적인 두께를 결정한다. 제조상, 에러를 0으로 할 수는 없기 때문에, 에러의 범위를 포함해 형상적인 두께를 결정한다. 표면부터 정보 기록면까지의 사이의 형상적인 두께 및 중간층의 형상적인 두께는, 수치 테이블 또는 표를 이용해서 결정해도 좋다. 혹은, 구면수차는 두께와 비례 관계에 있다. 그 때문에, 표면으로부터 정보 기록면까지의 사이의 형상적인 두께 및 중간층의 형상적인 두께는, 굴절률에 따른 변환 계수 g(n)를 파장 또는 개구수에 따라 계산하고, 계산한 변환 계수 g(n)를 이용해서 결정해도 좋다.
예를 들면, 파장 405㎚의 청색광이, 굴절률이 1.60이며, 두께가 0.1 ㎜인 기재를 통과해 정보 기록면에 수속한다. 또, 0.85의 개구수를 갖는 대물 렌즈는, 파장 405㎚의 청색광을 무수차로 수속시킨다. 그리고, 기재의 굴절률을 바꾸었을 때에 수차가 최소가 되는 기재의 두께 ts(n)(㎜)를 요구한다. 그러면, 변환 계수 g(n)은, g(n)=ts(n)/0.1로 된다.
이렇게 하여 구해진 표면으로부터 정보 기록면까지의 사이의 형상적인 두께 및 중간층의 형상적인 두께에 근거하여, 커버층의 형상적인 두께도 알기 때문에, 이러한 두께를 상술한 바와 같이 디포커스량을 기준으로 하여 표준적인 굴절률 no를 갖는 층의 두께로 각각 변환한다. 변환 후의 각층의 두께를 이용하여, 상술한 백 포커스 및 층간 간섭이 회피되어 있는지 여부가 확인되어 설계 범위의 가부가 판단되거나 완성한 광 디스크의 불량 여부가 판단된다.
또, 표면으로부터 정보 기록면까지의 사이의 두께는, 커버층의 두께와 중간층의 두께의 합으로부터 구할 수 있다. 3층 디스크이면, 표면으로부터 제 1 정보 기록면까지의 사이의 형상적인 두께는 tr1이며, 표면으로부터 제 2 정보 기록면까지의 사이의 형상적인 두께는 tr1+tr2이며, 표면으로부터 제 3 정보 기록면까지의 사이의 형상적인 두께는 tr1+tr2+tr3이다.
4층 디스크의 경우, 표면으로부터 제 1 정보 기록면까지의 사이의 형상적인 두께는 tr1이며, 표면으로부터 제 2 정보 기록면까지의 사이의 형상적인 두께는 tr1+tr2이며, 표면으로부터 제 3 정보 기록면까지의 사이의 형상적인 두께는 tr1+tr2+tr3이며, 표면으로부터 제 4 정보 기록면까지의 사이의 형상적인 두께는 tr1+tr2+tr3+tr4이다.
본 실시예의 광 기록 매체에 의하면, 광 기록 매체의 표면의 뒤편에서 광이 결상하는 것을 방지하는 것과 동시에, 각 정보 기록면에서의 반사광끼리의 간섭을 저감하는 것에 의해, 서보 신호 및 재생 신호의 품질을 향상시킬 수 있다. 또, 이와 같이, 굴절률에 따라 광 기록 매체의 두께를 설계하는 지침을 분명히 함으로써, 구체적으로 제품을 제조하는 지침을 명확하게 할 수 있다.
다음에, 포커스 점프를 행하는 광 정보 장치의 일례에 대해 설명한다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 광 정보 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 광 정보 장치(150)는, 구동 장치(151), 턴테이블(152), 전기 회로(153), 클램퍼(154), 모터(155) 및 광 헤드 장치(201)를 구비한다. 광 헤드 장치(201)는, 도 1에 나타내는 광 헤드 장치(201)와 동일한 구성이며, 광 기록 매체(40)는, 도 2에 나타내는 광 기록 매체(40)와 동일한 구성이다.
광 기록 매체(40)는, 턴테이블(152)에 탑재되어 클램퍼(154)에 의해 고정된다. 모터(155)는 턴테이블(152)을 회전시키는 것에 의해, 광 기록 매체(40)를 회전시킨다. 구동 장치(151)는, 광 기록 매체(40)의 소망한 정보가 존재하는 트랙까지, 광 헤드 장치(201)를 대략 이동(粗動)한다.
광 헤드 장치(201)은, 광 기록 매체에 조사하는 레이저광의 초점 위치를, 소정의 정보 기록면으로부터 다른 정보 기록면으로 이동시키는 것에 의해, 복수의 정보 기록면으로부터 정보를 재생 또는 기록한다.
광 헤드 장치(201)는, 광 기록 매체(40)와의 위치 관계에 대응하여, 포커스 에러(초점 에러) 신호 및 트랙킹 에러 신호를 전기 회로(153)에 송신한다. 전기 회로(153)는, 포커스 에러 신호 및 트랙킹 에러 신호에 대응하여, 대물 렌즈(56)를 미세 이동(微動))시키기 위한 신호를 광 헤드 장치(201)에 송신한다. 전기 회로(153)로부터의 신호에 근거하여, 광 헤드 장치(201)는, 광 기록 매체(40)에 대해서 포커스 제어 및 트랙킹 제어를 행한다. 광 헤드 장치(201)는, 광 기록 매체(40)로부터 정보를 읽어내, 광 기록 매체(40)에 정보를 기입(기록), 또는, 광 기록 매체(40)로부터 정보를 소거한다.
전기 회로(153)는, 광 헤드 장치(201)로부터 얻을 수 있는 신호에 근거하여, 모터(155) 및 광 헤드 장치(201)를 제어 및 구동한다. 또, 전기 회로(153)는, 포커스 점프의 순서를 주로 제어한다. 즉, 전기 회로(153)는, 초점 위치를 이동시키기 전에, 이동처의 다른 정보 기록면에서 발생하는 구면수차를 보정하도록, 광 헤드 장치(201)를 제어한다. 또, 광 헤드 장치(201)에서의 구체적인 구면수차 보정 방법에 대해서는, 이미 설명한 대로이다.
본 실시예의 광 정보 장치(150)는, 상술한 광 기록 매체(40)에 대해서, 포커스 점프를 행하기 전에 콜리메이트 렌즈(53)를 움직이는 것에 의해, 점프할 곳의 정보 기록면에서 발생하는 구면수차를 보정하고, 그 후, 초점 위치를 이동시킨다. 따라서, 행선지의 정보 기록면에서의 포커스 에러 신호가 양질로 되므로, 안정적으로 포커스 점프를 실시할 수 있다.
또, 본 발명과 관련되는 광 기록 매체는, 재생 전용형, 추기형 및 개서형의 어느 것이라도 좋고, 어느 하나의 특정한 종류로 한정되는 것은 아니다.
또, 상술한 구체적 실시예에는 이하의 구성을 갖는 발명이 주로 포함되어 있다.
본 발명의 일 국면에 따른 광 기록 매체는, 복수의 정보 기록면을 갖는 광 기록 매체로서, 상기 광 기록 매체는, 광이 입사하는 상기 광 기록 매체의 표면에 가장 가까운 제 1 정보 기록면과, 상기 표면에 두번째로 가까운 제 2 정보 기록면과, 상기 표면에 3번째로 가까운 제 3 정보 기록면과, 상기 표면에 4번째로 가까운 제 4 정보 기록면과, 굴절률 nr1을 갖고 상기 표면으로부터 상기 제 1 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 커버층과, 굴절률 nr2를 갖고 상기 제 1 정보 기록면으로부터 상기 제 2 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 제 1 중간층과, 굴절률 nr3을 갖고 상기 제 2 정보 기록면으로부터 상기 제 3 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 제 2 중간층과, 굴절률 nr4를 갖고 상기 제 3 정보 기록면으로부터 상기 제 4 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 제 3 중간층을 구비하고, 상기 커버층, 상기 제 1 중간층, 상기 제 2 중간층 및 상기 제 3 중간층의 형상적인 두께 tr1, tr2, tr3, tr4가, 소정의 굴절률 no를 갖는 경우의 각층의 두께 t1, t2, t3, t4로 각각 변환된 경우에, 상기 굴절률 nrα 및 상기 두께 trα(1≤α≤n(α는 자연수, n은 4 이상의 정수))를 갖는 층에서 발생하는 디포커스량과, 상기 굴절률 no 및 상기 두께 tα(1≤α≤n(α는 자연수, n은 4 이상의 정수))를 갖는 층에서 발생하는 디포커스량은 동일하고, 상기 두께 t1, t2, t3, t4가, |t1-(t2+t3+t4)|≥1㎛, 상기 두께 t1, t2, t3, t4 중 임의의 두 값의 서로의 차이가 모두 1㎛ 이상인 것, 및 |(t1+t2)-(t3+t4)|≥1㎛를 만족시킨다.
이 구성에 의하면, 커버층, 제 1 중간층, 제 2 중간층 및 제 3 중간층의 형상적인 두께 tr1, tr2, tr3, tr4가, 소정의 굴절률 no를 갖는 경우의 각층의 두께 t1, t2, t3, t4로 각각 변환된 경우에, 굴절률 nrα 및 두께 trα(1≤α≤n(α는 자연수, n은 4 이상의 정수))를 갖는 층에서 발생하는 디포커스량과 굴절률 no 및 두께 tα(1≤α≤n(α는 자연수, n은 4 이상의 정수))를 갖는 층에서 발생하는 디포커스량은 동일하고, 두께 t1, t2, t3, t4는, |t1-(t2+t3+t4)|≥1㎛, 두께 t1, t2, t3, t4 중 임의의 두 값의 서로의 차이가 모두 1㎛ 이상인 것, 및 |(t1+t2)-(t3+t4)|≥1㎛를 만족시킨다.
따라서, 커버층, 제 1 중간층, 제 2 중간층 및 제 3 중간층의 형상적인 두께 tr1, tr2, tr3, tr4로부터 변환된 두께 t1, t2, t3, t4는, |t1-(t2+t3+t4)|≥1㎛, 두께 t1, t2, t3, t4 중 임의의 두 값의 서로의 차이가 모두 1㎛ 이상인 것, 및|(t1+t2)-(t3+t4)|≥1㎛를 만족시키므로, 광 기록 매체의 표면의 뒤편에서 광이 결상되는 것을 방지하고, 또한 각 정보 기록면에서의 반사광끼리의 간섭을 저감함으로써, 서보 신호 및 재생 신호의 품질을 향상시킬 수 있다. 또, 광 기록 매체의 표면과 광 기록 매체의 표면에 가장 가까운 정보 기록면의 간격을 크게 설정하는 것이 가능해지므로, 광 기록 매체의 표면에 상처나 오염이 있는 경우의 재생 신호의 열화를 억제할 수 있다.
본 발명의 다른 국면에 따른 광 기록 매체는, 복수의 정보 기록면을 갖는 광 기록 매체로서, 상기 광 기록 매체는, 광이 입사하는 상기 광 기록 매체의 표면에 가장 가까운 제 1 정보 기록면과, 상기 표면에 두번째로 가까운 제 2 정보 기록면과, 상기 표면에 3번째로 가까운 제 3 정보 기록면과, 상기 표면에 4번째로 가까운 제 4 정보 기록면과, 굴절률 nr1을 갖고 상기 표면으로부터 상기 제 1 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 커버층과, 굴절률 nr2를 갖고 상기 제 1 정보 기록면으로부터 상기 제 2 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 제 1 중간층과, 굴절률 nr3을 갖고 상기 제 2 정보 기록면으로부터 상기 제 3 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 제 2 중간층과, 굴절률 nr4를 갖고 상기 제 3 정보 기록면으로부터 상기 제 4 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 제 3 중간층을 구비하고, 상기 커버층, 상기 제 1 중간층, 상기 제 2 중간층 및 상기 제 3 중간층의 형상적인 두께 tr1, tr2, tr3, tr4가, 소정의 굴절률 no를 갖는 경우의 각층의 두께 t1, t2, t3, t4로 각각 변환되고, 또한, 상기 굴절률 nrα를 갖는 층의 두께가 trα(1≤α≤n(α는 자연수, n은 4 이상의 정수))이며, 상기 굴절률 nrα를 갖는 층 내에서의 광의 수속 각도 θrα(1≤α≤n(α는 자연수, n은 4 이상의 정수))이며, 상기 굴절률 no를 갖는 층의 두께가 tα(1≤α≤n(α는 자연수, n은 4 이상의 정수))이며, 상기 굴절률 no를 갖는 층 내에서의 광의 수속 각도가 θo일 때, 상기 두께 trα가, 하기의 식에 근거하여 상기 두께 tα로 변환된 경우에,
Figure 112010078990233-pct00006
, 상기 두께 t1, t2, t3, t4가, |t1-(t2+t3+t4)|≥1㎛, 상기 두께 t1, t2, t3, t4 중 임의의 두 값의 서로의 차이가 모두 1㎛ 이상인 것, 및 |(t1+t2)-(t3+t4)|≥1㎛를 만족시킨다.
이 구성에 의하면, 커버층, 제 1 중간층, 제 2 중간층 및 제 3 중간층의 형상적인 두께 tr1, tr2, tr3, tr4가, 소정의 굴절률 no를 갖는 경우의 각층의 두께 t1, t2, t3, t4로 각각 변환되고, 또한 굴절률 nrα를 갖는 층의 두께가 trα(1≤α≤n(α는 자연수, n은 4 이상의 정수))이며, 굴절률 nrα 갖는 층 내에서의 광의 수속 각도가 θrα(1≤α≤n(α는 자연수, n은 4 이상의 정수))이며, 굴절률 no를 갖는 층의 두께가 tα(1≤α≤n(α는 자연수, n은 4 이상의 정수))이며, 굴절률 no를 갖는 층 내에서의 광의 수속 각도가 θo일 때, 상기 두께 trα가, 하기의 식에 근거하여 상기 두께 tα로 변환된 경우에, 두께 t1, t2, t3, t4는, |t1-(t2+t3+t4)|≥1㎛, 상기 두께 t1, t2, t3, t4 중 임의의 두 값의 서로의 차이가 모두 1㎛ 이상인 것, 및 |(t1+t2)-(t3+t4)|≥1㎛를 만족시킨다.
Figure 112010078990233-pct00007
따라서, 커버층, 제 1 중간층, 제 2 중간층 및 제 3 중간층의 형상적인 두께 tr1, tr2, tr3, tr4로부터 변환된 두께 t1, t2, t3, t4는, |t1-(t2+t3+t4)|≥1㎛, 두께 t1, t2, t3, t4 중 임의의 두 값의 서로의 차이가 모두 1㎛ 이상인 것, 및|(t1+t2)-(t3+t4)|≥1㎛를 만족시키므로, 광 기록 매체의 표면의 뒤편에서 광이 결상하는 것을 방지하고, 또한 각 정보 기록면에서의 반사광끼리의 간섭을 저감함으로써, 서보 신호 및 재생 신호의 품질을 향상시킬 수 있다. 또, 광 기록 매체의 표면과 광 기록 매체의 표면에 가장 가까운 정보 기록면과의 간격을 크게 설정하는 것이 가능해지므로, 광 기록 매체의 표면에 상처나 오염이 있는 경우의 재생 신호의 열화를 억제할 수 있다.
또, 상기의 광 기록 매체에서, 상기 굴절률 no를 갖는 층에서 발생하는 구면수차량이 소정의 허용 범위 내로 되는 층의 상기 두께 tα의 범위가, 상기 굴절률 nrα를 갖는 층의 상기 두께 trα의 범위로 변환된 경우에, 상기 두께 trα는 변환 후의 상기 두께 trα의 범위 내에 포함되는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 굴절률 no를 갖는 층에서 발생하는 구면수차량이 소정의 허용 범위 내로 되는 층의 두께 tα의 범위가, 굴절률 nrα를 갖는 층의 두께 trα의 범위로 변환된 경우에, 두께 trα는, 변환 후의 두께 trα의 범위 내에 포함되므로, 두께 tr1, tr2, tr3, tr4를 갖는 커버층, 제 1 중간층, 제 2 중간층 및 제 3 중간층에서의 구면수차를 억제할 수 있다.
또, 상기의 광 기록 매체에서, 상기 굴절률 no는 1.60인 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 커버층, 제 1 중간층, 제 2 중간층 및 제 3 중간층의 형상적인 두께 tr1, tr2, tr3, tr4는 1.60의 굴절률을 갖는 경우의 각층의 두께 t1, t2, t3, t4로 각각 변환할 수 있다.
또, 상기의 광 기록 매체에서, 상기 두께 t1, t2, t3, t4는, 각각 10㎛ 이상인 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 두께 t1, t2, t3, t4를, 각각 10㎛ 이상으로 하는 것에 의해, 인접하는 정보 기록면으로부터의 크로스토크의 영향을 경감할 수 있어, 각 정보 기록면에서의 반사광끼리의 간섭을 줄일 수 있다.
본 발명의 다른 국면에 다른 광 기록 매체는, 복수의 정보 기록면을 갖는 광 기록 매체로서, 상기 광 기록 매체는, 광이 입사하는 상기 광 기록 매체의 표면에 가장 가까운 제 1 정보 기록면과, 상기 표면에 두번째로 가까운 제 2 정보 기록면과, 상기 표면에 3번째로 가까운 제 3 정보 기록면과, 굴절률 nr1을 갖고 상기 표면으로부터 상기 제 1 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 커버층과, 굴절률 nr2를 갖고 상기 제 1 정보 기록면으로부터 상기 제 2 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 제 1 중간층과, 굴절률 nr3을 갖고 상기 제 2 정보 기록면으로부터 상기 제 3 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 제 2 중간층을 구비하고, 상기 커버층, 상기 제 1 중간층 및 상기 제 2 중간층의 형상적인 두께 tr1, tr2, tr3가, 소정의 굴절률 no를 갖는 경우의 각층의 두께 t1, t2, t3으로 각각 변환된 경우에, 상기 굴절률 nrα 및 상기 두께 trα(1≤α≤n(α는 자연수, n은 3 이상의 정수))를 갖는 층에서 발생하는 디포커스량과, 상기 굴절률 no 및 상기 두께 tα(1≤α≤n(α는 자연수, n은 3 이상의 정수))를 갖는 층에서 발생하는 디포커스량은 동일하고, 상기 두께 t1, t2, t3가, |t1-(t2+t3)|≥1㎛, 및 상기 두께 t1, t2, t3 중 임의의 두 값의 서로의 차이가 모두 1㎛ 이상인 것을 만족시킨다.
이 구성에 의하면, 커버층, 제 1 중간층 및 제 2 중간층의 형상적인 두께 tr1, tr2, tr3가, 굴절률 no를 갖는 경우의 각층의 두께 t1, t2, t3으로 각각 변환된 경우에, 굴절률 nrα 및 두께 trα(1≤α≤n(α는 자연수, n은 3 이상의 정수))를 갖는 층에서 발생하는 디포커스량과 굴절률 no 및 두께 tα(1≤α≤n(α는 자연수, n은 3 이상의 정수))를 갖는 층에서 발생하는 디포커스량은 동일하고, 두께 t1, t2, t3는, |t1-(t2+t3)|≥1㎛, 및 두께 t1, t2, t3 중 임의의 두 값의 서로의 차이가 모두 1㎛ 이상인 것을 만족시킨다.
따라서, 커버층, 제 1 중간층 및 제 2 중간층의 형상적인 두께 tr1, tr2, tr3으로부터 변환된 두께 t1, t2, t3은, |t1-(t2+t3)|≥1㎛, 및 두께 t1, t2, t3 중 임의의 두 값의 서로의 차이가 모두 1㎛ 이상인 것을 만족시키므로, 광 기록 매체의 표면의 뒤편에서 광이 결상하는 것을 방지하고, 또한 각 정보 기록면에서의 반사광끼리의 간섭을 저감하는 것에 의해, 서보 신호 및 재생 신호의 품질을 향상시킬 수 있다. 또, 광 기록 매체의 표면과 광 기록 매체의 표면에 가장 가까운 정보 기록면과의 간격을 크게 설정하는 것이 가능해지므로, 광 기록 매체의 표면에 상처나 오염이 있는 경우의 재생 신호의 열화를 억제할 수 있다.
본 발명의 다른 국면에 따른 광 기록 매체는, 복수의 정보 기록면을 갖는 광 기록 매체로서, 상기 광 기록 매체는, 광이 입사하는 상기 광 기록 매체의 표면에 가장 가까운 제 1 정보 기록면과, 상기 표면에 두번째로 가까운 제 2 정보 기록면과, 상기 표면에 3번째로 가까운 제 3 정보 기록면과, 굴절률 nr1을 갖고 상기 표면으로부터 상기 제 1 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 커버층과, 굴절률 nr2를 갖고 상기 제 1 정보 기록면으로부터 상기 제 2 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 제 1 중간층과, 굴절률 nr3을 갖고 상기 제 2 정보 기록면으로부터 상기 제 3 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 제 2 중간층을 구비하고, 상기 커버층, 상기 제 1 중간층 및 상기 제 2 중간층의 형상적인 두께 tr1, tr2, tr3가, 소정의 굴절률 no를 갖는 경우의 각층의 두께 t1, t2, t3으로 각각 변환되고, 또한 상기 굴절률 nrα를 갖는 층의 두께가 trα(1≤α≤n(α는 자연수, n은 3 이상의 정수))이며, 상기 굴절률 nrα를 갖는 층 내에서의 광의 수속 각도가 θrα(1≤α≤n(α는 자연수, n은 3 이상의 정수))이며, 상기 굴절률 no를 갖는 층의 두께가 tα(1≤α≤n(α는 자연수, n은 3 이상의 정수))이며, 상기 굴절률 no를 갖는 층 내에서의 광의 수속 각도가 θo일 때, 상기 두께 trα가, 하기의 식에 근거해 상기 두께 tα로 변환된 경우에,
Figure 112010078990233-pct00008
, 상기 두께 t1, t2, t3가, |t1-(t2+t3)|≥1㎛, 및 상기 두께 t1, t2, t3 중 임의의 두 값의 서로의 차이가 모두 1㎛ 이상인 것을 만족시킨다.
이 구성에 의하면, 커버층, 제 1 중간층 및 제 2 중간층의 형상적인 두께 tr1, tr2, tr3가, 굴절률 no를 갖는 경우의 각층의 두께 t1, t2, t3으로 각각 변환되고, 또한 굴절률 nrα를 갖는 층의 두께가 trα(1≤α≤n(α는 자연수, n은 3 이상의 정수))이며, 굴절률 nrα를 갖는 층 내에서의 광의 수속 각도가 θrα(1≤α≤n(α는 자연수, n은 3 이상의 정수))이며, 굴절률 no를 갖는 층의 두께가 tα(1≤α≤n(α는 자연수, n은 3 이상의 정수))이며, 상기 굴절률 no를 갖는 층 내에서의 광의 수속 각도가 θo일 때, 상기 두께 trα가, 하기의 식에 근거해 두께 tα로 변환된 경우에, 두께 t1, t2, t3은, |t1-(t2+t3)|≥1㎛, 및 상기 두께 t1, t2, t3 중 임의의 두 값의 서로의 차이가 모두 1㎛ 이상인 것을 만족시킨다.
Figure 112010078990233-pct00009
따라서, 커버층, 제 1 중간층 및 제 2 중간층의 형상적인 두께 tr1, tr2, tr3으로부터 변환된 두께 t1, t2, t3은, |t1-(t2+t3)|≥1㎛, 및 두께 t1, t2, t3 중 임의의 두 값의 서로의 차이가 모두 1㎛ 이상인 것을 만족시키므로, 광 기록 매체의 표면의 뒤편에서 광이 결상하는 것을 방지하고, 또한 각 정보 기록면에서의 반사광끼리의 간섭을 저감함으로써, 서보 신호 및 재생 신호의 품질을 향상시킬 수 있다. 또, 광 기록 매체의 표면과 광 기록 매체의 표면에 가장 가까운 정보 기록면의 간격을 크게 설정하는 것이 가능해지므로, 광 기록 매체의 표면에 상처나 오염이 있는 경우의 재생 신호의 열화를 억제할 수 있다.
또, 상기의 광 기록 매체에서, 상기 굴절률 no를 갖는 층에서 발생하는 구면수차량이 소정의 허용 범위 내로 되는 층의 상기 두께 tα의 범위가, 상기 굴절률 nrα를 갖는 층의 상기 두께 trα의 범위로 변환된 경우에, 상기 두께 trα는 변환 후의 상기 두께 trα의 범위 내에 포함되는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 굴절률 no를 갖는 층에서 발생하는 구면수차량이 소정의 허용 범위 내로 되는 층의 두께 tα의 범위가, 굴절률 nrα를 갖는 층의 두께 trα의 범위로 변환된 경우에, 두께 trα는 변환 후의 두께 trα의 범위 내에 포함되므로, 두께 tr1, tr2, tr3을 갖는 커버층, 제 1 중간층 및 제 2 중간층에서의 구면수차를 억제할 수 있다.
또, 상기의 광 기록 매체에서, 상기 굴절률 no는 1.60인 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 커버층, 제 1 중간층 및 제 2 중간층의 형상적인 두께 tr1, tr2, tr3는, 1.60의 굴절률을 갖는 경우의 각층의 두께 t1, t2, t3으로 각각 변환할 수 있다.
또, 상기의 광 기록 매체에서, 상기 두께 t1, t2, t3는, 각각 10㎛ 이상인 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 두께 t1, t2, t3을, 각각 10㎛ 이상으로 하는 것에 의하여, 인접하는 정보 기록면으로부터의 크로스토크의 영향을 경감할 수 있어 각 정보 기록면에서의 반사광끼리의 간섭을 줄일 수 있다.
본 발명의 다른 국면에 따른 광 정보 장치는, 상기 중 어느 하나에 기재된 광 기록 매체를 재생 또는 기록하는 광 정보 장치로서, 광 헤드 장치와 상기 광 기록 매체를 회전하는 모터를 구비하고, 상기 광 헤드 장치는, 상기 광 기록 매체에 조사하는 레이저광의 초점 위치를, 소정의 정보 기록면으로부터 다른 정보 기록면으로 이동시킴으로써, 복수의 정보 기록면으로부터 정보를 재생 또는 기록한다. 이 구성에 의하면, 상기의 광 기록 매체를 광 정보 장치에 적용할 수 있다.
또, 상기의 광 정보 장치에서, 상기 광 헤드 장치로부터 얻을 수 있는 신호에 근거해서, 상기 모터 및 상기 광 헤드 장치를 제어 및 구동하는 전기 회로를 더 구비하고, 상기 전기 회로는, 상기 초점 위치를 이동시키기 전에, 이동처의 다른 정보 기록면에서 발생하는 구면수차를 보정하도록, 상기 광 헤드 장치를 제어하는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 초점 위치를 이동시키기 전에, 이동처의 다른 정보 기록면에서 발생하는 구면수차를 보정할 수 있다.
또, 발명을 실시하기 위한 형태의 항에서 행해지는 구체적인 실시형태 또는 실시예는, 어디까지나, 본 발명의 기술 내용을 분명히 하는 것이며, 그러한 구체적인 예로만 한정해 협의로 해석되어야 하는 것이 아니라, 본 발명의 정신과 특허 청구 사항의 범위 내에서, 여러 가지 변경해 실시할 수 있는 것이다.
본 발명에 따른 다층 광 디스크(광 기록 매체) 및 광 정보 장치는, 커버층 및 중간층의 굴절률이 표준치와 다른 경우에도, 임의의 정보 기록면의 재생시에 다른 정보 기록면으로부터의 반사광의 영향을 최소한으로 것에 의해, 광 헤드 장치에서의 서보 신호 및 재생 신호로의 영향을 저감할 수 있어, 조사된 광에 의해서 정보가 기록 또는 재생되는 광 기록 매체, 및 해당 광 기록 매체에 정보를 기록 또는 재생하는 광 정보 장치에 유용하다.
이것에 의해, 품질이 좋은 재생 신호를 얻을 수 있어 대용량으로, 또한, 기존 광 기록 매체와의 호환성을 확보하기 쉬운 광 기록 매체를 제공할 수 있다.

Claims (12)

  1. 복수의 정보 기록면을 갖는 광 기록 매체로서,
    상기 광 기록 매체는,
    광이 입사하는 상기 광 기록 매체의 표면에 가장 가까운 제 1 정보 기록면과,
    상기 표면에 두번째로 가까운 제 2 정보 기록면과,
    상기 표면에 3번째로 가까운 제 3 정보 기록면과,
    굴절률 nr1을 갖고, 상기 표면으로부터 상기 제 1 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 커버층과,
    굴절률 nr2를 갖고, 상기 제 1 정보 기록면으로부터 상기 제 2 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 제 1 중간층과,
    굴절률 nr3을 갖고, 상기 제 2 정보 기록면으로부터 상기 제 3 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 제 2 중간층
    을 구비하고,
    상기 굴절률 nrα를 갖는 층 내에서의 광의 수속 각도를 θrα(1≤α≤n(α는 자연수, n은 3 이상의 정수))라고 하고, 및 미리 설정된 굴절률 no를 갖는 층 내에서의 수속 각도를 θo라고 할 때에,
    상기 커버층, 상기 제 1 중간층 및 상기 제 2 중간층의 형상적인 두께 tr1, tr2, tr3가, 식
    Figure 112015046030452-pct00026
    에 기초해서, 미리 설정된 굴절률 no를 갖는 경우의 각층의 두께 t1, t2, t3으로 각각 변환된 경우에,
    상기 두께 t1, t2, t3이,
    |t1-(t2+t3)|≥1㎛, 및
    상기 두께 t1, t2, t3 중 임의의 두 값의 서로의 차이가 모두 1㎛ 이상인 것
    을 만족시키는 것을 특징으로 하는
    광 기록 매체.
  2. 청구항 1에 기재된 광 기록 매체로부터 정보를 재생하거나 또는 청구항 1에 기재된 광 기록 매체에 정보를 기록하는 광 정보 장치로서,
    광 헤드 장치와,
    상기 광 기록 매체를 회전하는 모터
    를 구비하고,
    상기 광 헤드 장치는, 상기 광 기록 매체에 조사하는 레이저광의 초점 위치를, 미리 설정된 정보 기록면으로부터 다른 정보 기록면으로 이동시키는 것에 의해, 복수의 정보 기록면으로부터 정보를 재생 또는 기록하는 것
    을 특징으로 하는 광 정보 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
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