KR20050020991A - Optical data storage medium and use of such medium - Google Patents

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KR20050020991A
KR20050020991A KR10-2004-7020247A KR20047020247A KR20050020991A KR 20050020991 A KR20050020991 A KR 20050020991A KR 20047020247 A KR20047020247 A KR 20047020247A KR 20050020991 A KR20050020991 A KR 20050020991A
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KR
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devd
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data storage
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KR10-2004-7020247A
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미예리츠키이안드레
헬미그요아킴더블유
보르그헤르마누스제이.
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

파장 λ와 개구수 NA를 갖는 초점이 맞추어진 방사빔(19)을 사용하여 판독하기 위한 광 데이터 저장매체(10)가 기술된다. 이 매체는, 기판(10)과, 제 1 정보층을 포함하는 L0로 표시되는 복수의 층들의 제 1 적층체(12)와, 선택적으로, 추가 정보층을 포함하는 Ln으로 표시되는 복수의 층으로 구성된 적어도 1개의 추가 적층체(13)를 갖는다. L0와 Ln 각각 사이에는 방사빔(19)에 투명한 스페이서층(14)이 존재한다. 두께 dTS0를 갖는 TS0로 표시되는 투과 적층체는 L0(12)와 매체(10)의 입사면(16) 사이의 모든 층들을 포함한다. 두께 dTSn을 갖는 TSn으로 표시되는 투과 적층체는 Ln(13)과 입사면(16) 사이의 모든 층들을 포함한다. 매체(10)의 정보 영역에 걸쳐 측정하였을 때, dTS0와, 해당하는 경우에, dTSn의 최대 편차는 소정값 DEVdTS0 또는 DEVdTS1을 넘지 않으며, 이 값은 λ와 NA에 의존하여 설정된다. 이에 따르면, 동적 구면수차 교정을 필요로 하지 않으면서 정보층(들)의 신뢰할 수 있는 판독이 달성된다.An optical data storage medium 10 for reading using a focused radiation beam 19 having a wavelength λ and a numerical aperture NA is described. The medium comprises a substrate 10, a first stack 12 of a plurality of layers represented by L0 comprising a first information layer, and optionally a plurality of layers represented by Ln comprising an additional information layer. It has at least one additional laminate 13 composed of. Between each of L0 and Ln is a spacer layer 14 transparent to the radiation beam 19. The transmissive laminate, denoted TS0 with a thickness d TS0 , comprises all the layers between the LO 12 and the incident surface 16 of the medium 10. The transmission laminate represented by TSn having a thickness d TSn includes all the layers between the Ln 13 and the incident surface 16. When measured over the information area of the medium 10, the maximum deviation of d TS0 and, if applicable, d TSn does not exceed the predetermined value DEVd TS0 or DEVd TS1 , and this value is set depending on λ and NA. . According to this, reliable reading of the information layer (s) is achieved without requiring dynamic spherical aberration correction.

Description

광 데이터 저장매체와 이 매체의 용도{OPTICAL DATA STORAGE MEDIUM AND USE OF SUCH MEDIUM}Optical data storage media and their uses {OPTICAL DATA STORAGE MEDIUM AND USE OF SUCH MEDIUM}

본 발명은, 파장 λ와 개구수(NA)를 갖고 판독중에 매체의 입사면을 통해 입사한 초점이 맞추어진 방사빔을 사용하여 적어도 판독을 행하는 데이터 저장매체로서, 적어도,The present invention provides a data storage medium having at least a reading using a focused radiation beam having a wavelength λ and a numerical aperture NA and incident through an incidence plane of a medium during reading.

- 저장매체의 일면에 존재하는 기판과,A substrate present on one side of the storage medium,

- 제 1 정보층을 포함하는 L0로 표시되는 복수의 층의 제 1 적층체와,A first stack of a plurality of layers represented by L0 comprising a first information layer,

- 입사면에 인접한 방사빔에 투명한 커버층과,A cover layer transparent to the radiation beam adjacent to the incident surface,

- 두께 dTS0를 갖고 L0와 입사면 사이의 모든 층들을 포함하는 TS0로 표시되는 투과 적층체를 구비한 광 데이터 저장매체에 관한 것이다.An optical data storage medium having a transmissive laminate represented by TS0 having a thickness d TS0 and including all layers between L0 and the plane of incidence.

또한, 본 발명은, 이와 같은 매체의 용도에 관한 것이다.The present invention also relates to the use of such a medium.

이와 같은 광 기록매체의 일 실시예는, 논문 "New Replication Process Using Function-assigned Resins for Dual-layered Disc with 0.1mm thick Cover layer," by K. Hayashi, K. Hisada and E. Ohno, Technical Digest ISOM 2001, Taipei, Taiwan에 공지되어 있다.One embodiment of such an optical recording medium is described in the article "New Replication Process Using Function-assigned Resins for Dual-layered Disc with 0.1 mm thick Cover layer," by K. Hayashi, K. Hisada and E. Ohno, Technical Digest ISOM. Known in 2001, Taipei, Taiwan.

8 기가바이트(GB) 이상의 저장용량을 갖고 기록 및 재생용으로 적합한 광 저장매체를 얻기 위한 요구가 끊임없이 진행되어 왔다. 이와 같은 요구는, 일부의 디지털 비디오 디스크 또는 때로는 디지털 다기능 디스크로도 불리는 포맷(DVD)에 의해 충족된다. DVD 포맷들은, 재생 전용인 DVD-ROM과, 재기록가능한 데이터 저장을 위해 사용될 수도 있는 DVD-RAM, DVD-RW 및 DVD+RW와, 1회 기록형인 DVD-R로 분류될 수 있다. 현재, DVD 포맷들은 4.7GB, 8.5GB, 9.4GB 및 17GB의 용량을 갖는 디스크들을 포함한다.There is an ongoing need to obtain an optical storage medium having a storage capacity of 8 gigabytes (GB) or more and suitable for recording and reproduction. This need is met by a format (DVD), also called some digital video discs or sometimes digital multifunction discs. DVD formats can be classified into DVD-ROM that is dedicated to playback, DVD-RAM, DVD-RW and DVD + RW that may be used for storing rewritable data, and DVD-R, which is a write once type. Currently, DVD formats include discs with capacities of 4.7 GB, 8.5 GB, 9.4 GB and 17 GB.

8.5GB과, 특히 9.4GB(DVD-9) 및 17GB(DVD-18) 포맷들은 더욱 복잡한 구조를 나타내며, 보통 다수의 정보 저장층들을 포함한다. 4.7GB의 단일층 재기록형 DVD 포맷은, 예를 들어, 종래의 콤팩트 디스크(CD)와 유사하게 취급이 용이하지만, 비디오 기록 목적으로는 불충분한 저장용량을 제공한다.The 8.5GB, and especially the 9.4GB (DVD-9) and 17GB (DVD-18) formats represent a more complex structure and usually include multiple information storage layers. The 4.7 GB single layer rewritable DVD format is easy to handle, for example, similar to a conventional compact disc (CD), but provides insufficient storage capacity for video recording purposes.

최근에 제안된 높은 저장용량의 포맷은 디지털 비디오 레코딩(DVR)이다. 현재, DVR-레드와 DVR-블루의 2가지 포맷이 개발되고 있는데, 후자는 블루-레이 디스크(BD)로 불리며, 이때 레드 및 블루는 기록 및 판독용으로 사용된 레이저 빔 파장을 의미한다. 이와 같은 디스크는 용량 문제를 해결하고, 그것의 가장 간단한 형태는, DVR-블루 포맷에서 22GB를 넘는 용량을 갖고 고밀도 디지털 비디오 기록 및 저장에 적합한 단일 저장층 포맷을 갖는다.A recently proposed high storage format is digital video recording (DVR). Currently, two formats, DVR-red and DVR-blue, are being developed, the latter being called Blu-ray Discs (BD), where red and blue refer to the laser beam wavelength used for recording and reading. Such discs solve capacity problems, the simplest form of which has a capacity of over 22 GB in DVR-Blue format and has a single storage layer format suitable for high density digital video recording and storage.

DVR 디스크는, 일반적으로, 정보층의 일면 또는 양면에 정보 저장층을 갖는 디스크 형태의 기판을 구비한다. DVR 디스크는 1개 이상의 방사빔 투과층을 더 구비한다. 이들 층은 디스크를 판독하거나 디스크에 기록하는데 사용되는 방사빔에 대해 투과성을 갖는다. 예를 들어, 투과 커버층은 정보 저장층 위에 도포된다. 일반적으로, 고밀도 디스크에 대해서는, 비교적 작은 파장을 갖는 이와 같은 방사빔의 초점을 맞추기 위해 높은, 예를 들면 0.60보다 큰 개구수(NA)를 갖는 렌즈들이 사용된다. 0.60보다 큰 NA를 갖는 시스템에 대해서는, 예를 들어 두께 변동과 디스크 틸트 등에 대한 줄어든 공차들로 인해, 0.6-1.2mm의 기판 두께를 사용하여 기판 입사 기록을 적용하는 것이 더욱 더 어려워지게 된다. 이와 같은 이유로 인해, 높은 NA를 사용하여 기록 및 판독되는 디스크들을 사용할 때, 제 1 기록 적층체의 기록층에의 초점맞춤이 기판의 반대측에서 행해진다. 제 1 기록층을 외부환경으로부터 보호해야 하므로, 예를 들어, 0.5mm보다 얇은 적어도 1개의 비교적 얇은 방사빔 투과 커버층이 사용되어, 이 커버층을 통해 방사빔의 초점이 맞추어진다. 명백하게, 기판이 방사빔에 대해 투과성을 가질 필요성이 더 이상 존재하지 않으므로, 다른 기판 재료들, 예를 들면 금속이나 합금이 사용될 수도 있다.DVR disks generally include a disk-shaped substrate having an information storage layer on one or both sides of the information layer. The DVR disk further includes one or more radiation beam transmissive layers. These layers are transparent to the radiation beam used to read or write to the disc. For example, a transmissive cover layer is applied over the information storage layer. In general, for high density discs, lenses with a high numerical aperture (NA), for example greater than 0.60, are used to focus such a radiation beam with a relatively small wavelength. For systems with NA greater than 0.60, it is even more difficult to apply substrate incidence recording using substrate thickness of 0.6-1.2 mm, for example due to reduced tolerances for thickness variations and disc tilt, and the like. For this reason, when using discs recorded and read using high NA, focusing of the first recording stack onto the recording layer is performed on the opposite side of the substrate. Since the first recording layer must be protected from the external environment, for example, at least one relatively thin radiation beam transmissive cover layer thinner than 0.5 mm is used, through which the radiation beam is focused. Obviously, since the need for the substrate to be transparent to the radiation beam no longer exists, other substrate materials, for example metals or alloys, may be used.

이중층 광 저장매체는 이 매체의 동일한 면에서 판독되는 2개의 반사 정보층들을 갖는다. 제 2 기록 적층체가 존재하는 이와 같은 이중층 매체의 경우에는, 기록 적층체들 사이에 방사빔 투과 스페이서층이 필요하다. 제 1 기록 적층체의 제 1 정보층으로부터의 판독을 가능하게 하기 위해서는, 이 추가적인 기록 적층체가 방사빔 파장에 대해 적어도 부분적으로 투명해야 한다. 이들 스페이서층들의 두께는, 정보층들이 서로 분리되도록 선택된다. 이와 같은 경우에, 레이저 빔이 각각의 정보층에 개별적으로 초점이 맞추어질 수 있으며, 다른 저장층들과의 신호 간섭이 일어나지 않는다. 방사빔 광원과 기판에서 가장 멀리 위치한 기록 적층체 사이에 존재하는 방사빔 투과층 또는 투과층들은 보통 커버층들로 불린다. 사전에 제작된 시이트들이 투과층들로 사용되는 경우에는, 커버층들을 서로 접착시키기 위해 추가적인 투과 접착층들이 필요하다.The dual layer optical storage medium has two reflective information layers that are read on the same side of the medium. In the case of such a double layer medium in which the second recording stack is present, a radiation beam transmissive spacer layer is required between the recording stacks. In order to enable reading from the first information layer of the first recording stack, this additional recording stack must be at least partially transparent to the radiation beam wavelength. The thickness of these spacer layers is chosen such that the information layers are separated from each other. In such a case, the laser beam can be individually focused on each information layer, and no signal interference with other storage layers occurs. The radiation beam transmissive layer or transmissive layers existing between the radiation beam light source and the recording stack located furthest from the substrate are commonly called cover layers. If prefabricated sheets are used as the transmissive layers, additional transmissive adhesive layers are needed to adhere the cover layers to each other.

DVR 디스크에서는, 입사하는 방사빔에 대한 광경로 길이의 변동을 최소화하기 위해서는, 디스크의 반경방향으로의 연장 부분에 걸친 방사빔 투과층의 두께의 변동이나 요철을 주의깊게 조절하여야 한다. 특히, 대략 405nm와 같은 파장과 대략 0.85의 NA를 갖는 방사빔을 사용하는 BD, 즉 DVR-블루 디스크의 초점에서의 방사빔의 광학품질은, 투과층들의 두께의 변동에 비교적 민감하다. 전체 층 두께는, 예를 들면, 제 1 정보 기록층 상에 초점이 맞추어진 방사빔의 최소 광학 구면수차를 얻기 위해 최적값을 갖는다. 이와 같은 광학 두께로부터 예를 들면 +/-5㎛의 편차가 이미 상당한 양이며 허용되지 않는 양의 이와 같은 종류의 수차를 도입하게 된다. 시스템에 의존하여, 스페이서층 두께는 수 ㎛ 내지 약 100㎛의 범위를 가질 수 있다. 더구나, 디스크는 커버층을 가질 수도 있다. 이와 같은 층들은 보통 플라스틱 포일들(foil)들을 사용하거나 수지층들의 스핀코팅에 의해 제조된다. 이와 다른 제조공정이 채용될 수도 있다. 이들 기술적인 공정들은 스페이서/커버층들의 두께 변동을 일으킨다. 이것은, 특히 스핀코팅공정이 적용되는 경우에, 디스크의 반경방향에서의 변동에 대해 매우 잘 들어맞는다. 그 결과, 디스크의 입사면에 대한 정보층들의 깊이 위치와, 정보층들 사이의 거리가 디스크 내에서 상당히 변할 수 있다. 이와 같은 변동은 시스템 내부에 추가적인 구면수차를 일으켜, 열악한 신호품질, 정보층들 사이의 점프시의 지연을 발생하며, 결국은 시스템의 고장을 일으킬 수 있다. 성공적인 판독과 기록을 위해서는, 디스크에 있는 정보층들 각각에 대해 뚜렷한 초점맞춤이 가능해야만 한다. 따라서, 스페이서층/커버층 변동에 기인한 추가적인 구면수차들이 광 드라이브에 의해 교정되어야 한다. 이들 변동이 충분히 작아 액추에이터의 초점맞춤 범위에 속한다면, 이들 변동을 액추에이터 자체로 교정할 수 있다. 이들 변동이 액추에이터의 동작범위보다 큰 경우에는, 동적 구면수차 교정이 채용되거나, 다른 서보방법들이 시스템에 도입되어야 한다.In a DVR disk, in order to minimize the variation in the optical path length with respect to the incident radiation beam, it is necessary to carefully adjust the variation or irregularities in the thickness of the radiation beam transmitting layer over the radially extending portion of the disk. In particular, the optical quality of the radiation beam at the focal point of a BD, ie a DVR-blue disk, using a radiation beam with a wavelength such as approximately 405 nm and an NA of approximately 0.85, is relatively sensitive to variations in the thickness of the transmissive layers. The total layer thickness has an optimum value, for example, to obtain the minimum optical spherical aberration of the focused radiation beam on the first information recording layer. From this optical thickness a deviation of, for example, +/- 5 占 퐉 is already a significant amount and introduces an unacceptable amount of this kind of aberration. Depending on the system, the spacer layer thickness can range from several μm to about 100 μm. Moreover, the disk may have a cover layer. Such layers are usually manufactured using plastic foils or by spin coating of resin layers. Other manufacturing processes may be employed. These technical processes cause thickness variation of the spacer / cover layers. This fits very well against variations in the radial direction of the disc, especially when spin coating processes are applied. As a result, the depth position of the information layers with respect to the incidence plane of the disc and the distance between the information layers can vary considerably within the disc. Such fluctuations cause additional spherical aberration inside the system, resulting in poor signal quality, delays in jumping between information layers, and ultimately system failure. For successful reading and writing, a clear focus must be available for each of the information layers on the disc. Therefore, additional spherical aberrations due to spacer / cover layer variations have to be corrected by the optical drive. If these variations are small enough to fall within the actuator's focusing range, these variations can be corrected by the actuator itself. If these fluctuations are greater than the operating range of the actuator, dynamic spherical aberration correction must be employed or other servo methods must be introduced into the system.

전술한 것과 같이, 대량생산되는 단일층 및 다층 광 데이터 저장매체는 스페이서층/커버층의 두께 변동을 지닌다. 이들 변동으로 인해, 정보층의 깊이 위치가 소정의 값으로부터 벗어난다. 이와 같은 변동이 너무 커서 초점맞춤 시스템이 잘 처리를 할 수 없으면, 서보와 데이터 신호의 열화가 발생하여 열악한 시스템 성능을 제공하게 된다. 디스크 내부의 큰 깊이 위치 편차를 보상하기 위한 해결책으로는, 광 드라이브 내부의 광픽업 장치(OPU)에 있는 동적 구면수차(spherical aberration: SA) 교정부를 들 수 있다. 이와 같은 방법의 문제점은, SA 에러신호를 연속적으로 발생하는 것이 필요하다는 것이다.As mentioned above, mass-produced single layer and multilayer optical data storage media have a thickness variation of the spacer layer / cover layer. Due to these variations, the depth position of the information layer deviates from a predetermined value. If these fluctuations are so large that the focusing system cannot handle them well, deterioration of the servo and data signals will result, resulting in poor system performance. A solution for compensating for large depth positional deviations within the disc is a spherical aberration (SA) correction in the optical pickup unit (OPU) inside the optical drive. The problem with this method is that it is necessary to continuously generate the SA error signal.

결국, 본 발명의 목적은, 정보층(들)으로부터 데이터를 신뢰할 수 있게 판독하는 서두에 기재된 종류의 저장매체를 제공함에 있다.Finally, it is an object of the present invention to provide a storage medium of the kind described at the outset for reliably reading data from the information layer (s).

상기한 목적은, 본 발명에 따르면, 매체의 전체 영역에 걸쳐 측정하였을 때, 매체의 소정의 영역의 dTS0의 평균값들 각각으로부터의 최대 편차가 소정값 DEVdTS0를 넘지 않고, DEVdTS0가 λ와 NA에 의존하여 설정되는 것을 특징으로 하는 광 데이터 저장매체에 의해 달성된다.The above object is, according to the present invention, when measured over the entire area of the medium, the maximum deviation from each of the average values of d TS0 of the predetermined area of the medium does not exceed the predetermined value DEVd TS0 , and DEVd TS0 is equal to λ. It is achieved by the optical data storage medium, characterized in that it is set depending on the NA.

이에 따르면, 초점맞춤의 교정과 데이터의 신뢰할 수 있는 판독을 위해 동적 구면수차(SA) 교정이 필요하지 않는 매체의 배치가 얻어진다. 그러나, 본 발명에 따르면, 매체의 제 1 정보층이 광학매체 드라이브에 의해 주사될 때, 구면수차의 실질적인 교정이 필요하지 않는다. 주사중에, 매체가 회전하는 동안, OPU가 반경방향의 안쪽 또는 반경방향의 바깥쪽으로 이동하게 된다. TS0의 두께 변동이 상기한 한계값에 속하는 경우에, 매체의 정보 영역 전체에 걸쳐 구면수차도 허용가능한 범위로 유지된다. 투과 적층체의 두께 변동은 주로 구면수차 A40을 일으킨다. 구면수차는 파면오차를 일으킨다. 방사빔의 정확한 초점맞춤을 위해서는, 파면 rms 오차가 0.333λ를 초과하지 않아야 한다. 계산에 따르면, 파면오차는 방사빔의 NA, 두께 d, 초점이 맞추어진 방사빔이 이동할 때 통과하는 투과 적층체의 굴절률 n과, 오차가 λ의 단위로 표시되므로 λ에 크게 의존한다 것이 밝혀졌다. A40에 대한 일반식은 다음과 같다:This results in a placement of media that does not require dynamic spherical aberration (SA) correction for calibration of focus and reliable reading of data. However, according to the present invention, when the first information layer of the medium is scanned by the optical medium drive, no substantial correction of spherical aberration is necessary. During scanning, the OPU moves radially inward or radially outward while the medium is rotating. In the case where the thickness variation of TS0 falls within the above limit value, spherical aberration is also maintained in an acceptable range throughout the information area of the medium. The thickness variation of the transmission laminate mainly causes spherical aberration A40. Spherical aberration causes wavefront errors. For accurate focusing of the radiation beam, the wavefront rms error should not exceed 0.333λ. Calculations show that the wavefront error is highly dependent on the NA, thickness d of the radiation beam, the refractive index n of the transmissive laminate passing as the focused radiation beam moves, and the error is expressed in units of λ. . The general formula for A40 is:

보통, 광 디스크 시스템에서는, 소정의 두께 d에서의 수차는, 반대 부호를 갖는 동일한 양의 구면수차를 도입하도록 설계된 대물렌즈에 의해 상쇄된다. 따라서, 실제적으로, 두께 d가 그것의 소정값으로부터 Δd의 크기만큼 벗어날 때에만, 문제가 발생하므로, 상기 식도 이에 따라 해석되어야 한다. 최대의 허용가능한 Δd는 DEVdTS0로 변환될 수도 있다.Usually, in the optical disk system, the aberration at the predetermined thickness d is canceled by the objective lens designed to introduce the same amount of spherical aberration having the opposite sign. Therefore, in practice, a problem arises only when the thickness d deviates by a magnitude of Δd from its predetermined value, so the above equation must also be interpreted accordingly. The maximum allowable Δd may be converted to DEVd TS0 .

일 실시예에서는 DEVdTS0=±3㎛이다. 특히, 예를 들어, 500nm보다 작은 짧은 방사빔 파장 λ와 예를 들어 0.75보다 큰 높은 NA를 사용하는 매체의 경우에는, 이와 같은 값이 상기한 한계값 내로 유지되어야 한다.In one embodiment, DEVd TS0 = ± 3 μm. In particular, for media using short radiation beam wavelengths λ smaller than 500 nm and high NAs, for example higher than 0.75, this value should be kept within the above limits.

바람직한 실시예에서, 매체는, 적어도,In a preferred embodiment, the medium, at least,

- Ln으로 표시되고, 이때 n은 정수≥1이며, 추가적인 정보층을 포함하고, L0보다 입사면에 더 근접한 위치에 존재하는 복수의 층으로 이루어진 1개의 추가적인 적층체와,One additional stack consisting of a plurality of layers, denoted by Ln, where n is an integer ≧ 1 and comprises an additional information layer and is located at a position closer to the entrance plane than L0,

- L0와 Ln의 각각 사이에 존재하는 방사빔에 투명한 스페이서층과,A spacer layer transparent to the radiation beam present between each of L0 and Ln,

- 두께 dTSn을 가지며, Ln과 입사면 사이의 모든 층들을 포함하는 TSn으로 표시되는 투과 적층체를 갖고, 매체의 전체 영역에 걸쳐 측정하였을 때, dTSn의 최대 편차가 소정값 DEVdTSn을 넘지 않고, DEVdTSn이 λ와 NA에 의존하여 설정된다. L0 적층체에의 판독과 기록을 가능하게 하기 위해서는, 적층체 Ln이 적어도 방사빔에 대해 투명해야 한다. 마찬가지로, 특히, 예를 들어, 500nm보다 작은 짧은 방사빔 파장 λ와 예를 들어 0.75보다 큰 높은 NA를 사용하는 매체의 경우에는, 이와 같은 값 DEVdTSn이 ±3㎛ 내로 유지되어야 한다. 이와 같은 다층 매체가 사용될 때, 구면수차 교정이 필요한 유일한 경우는, OPU가 1개의 정보층에서부터 다른 정보층에의 초점맞춤 사이에서 전환될 때이다. 이러한 교정은 특수한 수단을 갖는 OPU에서 행해지며, 동적일 필요는 없다.A transmissive laminate having a thickness d TSn and represented by TSn including all layers between the Ln and the incident surface, and when measured over the entire area of the medium, the maximum deviation of d TSn does not exceed the predetermined value DEVd TSn Instead, DEVd TSn is set depending on λ and NA. In order to enable reading and writing to the L0 stack, the stack Ln must be at least transparent to the radiation beam. Likewise, especially in the case of a medium using a short radiation beam wavelength [lambda] smaller than 500 nm and a high NA, for example greater than 0.75, this value DEVd TSn should be kept within ± 3 μm. When such multilayer media are used, the only case where spherical aberration correction is needed is when the OPU is switched between focusing from one information layer to another. This calibration is done at the OPU with special means and need not be dynamic.

바람직하게는, DEVdTS0=±2㎛이다. 제조 및 작업 조건(온도, 습도 등)에 의해 기인한 있을 수 있는 매체 변형을 고려하면, 저장층들의 깊이 위치 변동은 +/-2㎛보다 약간 작아야 한다.Preferably, DEVd TS0 = ± 2 μm. Considering possible media deformations due to manufacturing and operating conditions (temperature, humidity, etc.), the depth position variation of the storage layers should be slightly less than +/- 2 μm.

특정한 실시예에서는, 1개의 추가 정보층을 포함하며 L1으로 표시되는 복수의 층으로 이루어진 단지 1개의 추가적인 적층체가 존재하며, DEVdTS1=±2㎛이고, λ는 400nm∼410nm의 범위를 가지며, NA는 0.84∼0.86의 범위를 갖는다. 이들 값은 이전에 설명한 블루-레이 디스크(BD)에 적용되며, 이와 같은 경우에는 동적 SA 교정을 사용하지 않으면서 신뢰할 수 있는 판독이 가능하다. BD는 유효 굴절률 nTS0 및 nTS1과 두께 dTS0 및 dTS1을 갖는 2개의 투과 적층체들 TS0 및 TS1을 포함한다. BD에서는, nTS0와 nTS1은 모두 1.6과 이에 근접한 값을 가지며, 다음 조건이 만족된다: 95㎛≤dTS0≤105㎛ 및 70㎛≤dTS1≤80㎛. 투명층으로 사용되는 대부분의 플라스틱 재료들은 1.6 또는 이 값에 거의 근접한 굴절률을 갖는다. L0와 L1 사이에 있는 층은 스페이서층으로 불리며, L1과 입사면 사이에 있는 층은 커버층으로 불린다.In a particular embodiment, there is only one additional stack consisting of a plurality of layers represented by L1 with one additional information layer, DEVd TS1 = ± 2 μm, and λ has a range of 400 nm to 410 nm, NA Has a range of 0.84 to 0.86. These values apply to the Blu-ray Discs (BDs) described previously, in which case reliable readings can be made without using dynamic SA calibration. The BD comprises two transmission stacks TS0 and TS1 having effective refractive indices n TS0 and n TS1 and thicknesses d TS0 and d TS1 . In BD, n TS0 and n TS1 both have values 1.6 and close to 1.6, and the following conditions are satisfied: 95 μm ≦ d TS0 ≦ 105 μm and 70 μm ≦ d TS1 ≦ 80 μm. Most plastic materials used as transparent layers have a refractive index of 1.6 or nearly close to this value. The layer between L0 and L1 is called a spacer layer, and the layer between L1 and the incident surface is called a cover layer.

또 다른 실시예에서는, 스페이서층 두께가 20㎛ 또는 20㎛에 거의 근접하고, 커버층 두께가 80㎛ 또는 80㎛에 거의 근접한다. 제조 관점에서는, 실질적으로 고정된 값의 스페이서층 및 커버층 두께를 사용하는 것이 유리하다. 예를 들면, 1가지 제조방법은, 압력 감지 접착제(pressure sensitive adhesive: PSA)를 포함하는 시트를 도포하고, 이것은 매체의 다른 층들과 접촉된 후에 UV 경화된다. 이와 같은 재료는 보통 일면 또는 양면에 PSA를 갖는 포일의 시이트로서 제공되며, 이들 시이트는 소정의 두께로 제조된다. BD에서는, 스페이서층 두께가 20㎛ 내지 30㎛이고, 커버층 두께가 이에 따라, 예를 들면 80㎛ 내지 70㎛으로 조정되어야 한다.In yet another embodiment, the spacer layer thickness is nearly close to 20 μm or 20 μm and the cover layer thickness is close to 80 μm or 80 μm. From a manufacturing standpoint, it is advantageous to use spacer layers and cover layer thicknesses of substantially fixed values. For example, one manufacturing method applies a sheet comprising a pressure sensitive adhesive (PSA), which is UV cured after contact with other layers of the medium. Such materials are usually provided as sheets of foil having PSA on one or both sides, and these sheets are made to a predetermined thickness. In BD, the spacer layer thickness is 20 µm to 30 µm, and the cover layer thickness should be adjusted accordingly, for example, 80 µm to 70 µm.

이하, 다음의 첨부도면을 참조하여 본 발명을 더욱 더 상세히 설명한다:Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings in which:

도 1은 2개의 정보층을 갖는 본 발명에 따른 광 데이터 저장매체의 구조를 개략적으로 나타낸 것이다(Ln=L1).1 schematically illustrates the structure of an optical data storage medium according to the present invention having two information layers (Ln = L1).

도 2는 정보층들의 깊이 위치 편차 DEVdTSn의 함수로써의 계산된 파면오차 rms를 나타낸 것이다.Fig. 2 shows the calculated wavefront error rms as a function of the depth position deviation DEVd TSn of the information layers.

도 1에는, 본 발명에 따른 이중층 광 데이터 저장매체(10)의 일 실시예가 도시되어 있다. 405nm의 파장 λ와 0.85의 개구수(NA)를 갖는 초점이 맞추어진 레이저 빔(19)이 판독중에 매체(10)의 입사면(16)을 통해 입사한다. 폴리카보네이트로 제조된 기판(11)은 그것의 일면에, 제 1 정보층을 포함하는 L0로 표시되는 복수의 층들의 제 1 적층체(12)와, 제 2 정보층을 포함하는 L1으로 표시되는 복수의 층들의 제 2 적층체(13)를 갖는다. L1은 입사면(16)에 가장 근접한 위치에 존재하고, L0는 L1보다 입사면(16)으로부터 더 멀리 떨어져 위치한다. UV 경화 수지, 예를 들면 DIC에 의해 제조된 SD694로 이루어진 투명 스페이서층(14)이 L0와 L1 사이에 위치한다. 투명 커버층(15)은, 입사면(16)과 L1 사이에 존재하며, 동일한 재료 또는 압력 감지 접착제(PSA)를 갖는 PC 또는 PMMA의 시이트로 제조될 수 있다. 스페이서층은 PSA와 결합된 시이트일 수도 있다. TS0로 표시되는 투과 적층체는 100㎛의 두께 dTS0와 유효 굴절률 nTS0=1.6을 갖고 L0와 입사면(16) 사이의 모든 층을 포함한다. L1 적층체(13)는 최대 수백 nm의 비교적 적은 두께를 가져, 그것의 영향을 무시할 만하다. 물론, L1은 광 투과율에 영향을 미치기는 하지만, 이와 같은 국면은 본 명세서에서는 취급하지 않는다. TS1으로 표시되는 투과 적층체는, 80㎛의 두께 dTS1과 1.6의 유효 굴절률 nTS1을 갖고, L1과 입사면(16) 사이의 모든 층들을 포함한다. 적층체 TS1은 커버층(15)에 해당한다. 스페이서층(14)은 20㎛의 두께를 갖는다. 매체(10)의 정보 영역에 걸쳐 측정하였을 때, dTS0의 최대 편차는 ±2㎛의 소정의 값 DEVdTS0를 넘지 않는다. 매체(10)의 전체 영역에 걸쳐 측정하였을 때, dTS1의 최대 편차는 ±2㎛의 소정의 값 DEVdTS1을 넘지 않는다. 따라서, 파면오차 A40은 0.033λ rms를 넘지 않는다.1, an embodiment of a dual layer optical data storage medium 10 according to the present invention is shown. A focused laser beam 19 having a wavelength λ of 405 nm and a numerical aperture NA of 0.85 is incident through the entrance face 16 of the medium 10 during reading. The substrate 11 made of polycarbonate is represented by a first stack 12 of a plurality of layers represented by L0 including a first information layer on one surface thereof and an L1 including a second information layer. It has a second stack 13 of a plurality of layers. L1 exists at the position closest to the incident surface 16, and L0 is located farther from the incident surface 16 than L1. A transparent spacer layer 14 made of UV curable resin, for example SD694 made by DIC, is located between LO and L1. The transparent cover layer 15 is present between the entrance face 16 and L1 and may be made of a sheet of PC or PMMA with the same material or pressure sensitive adhesive (PSA). The spacer layer may be a sheet bonded to the PSA. The transmission laminate represented by TS0 has a thickness d TS0 of 100 μm and an effective refractive index n TS0 = 1.6 and includes all layers between L0 and the incident surface 16. The L1 laminate 13 has a relatively small thickness of up to several hundred nm, negligible of its influence. Of course, L1 affects the light transmittance, but this aspect is not dealt with in this specification. The transmission laminate represented by TS1 has a thickness d TS1 of 80 μm and an effective refractive index n TS1 of 1.6 and includes all layers between L1 and the incident surface 16. The laminate TS1 corresponds to the cover layer 15. The spacer layer 14 has a thickness of 20 μm. When measured over the information area of the medium 10, the maximum deviation of d TS0 does not exceed the predetermined value DEVd TS0 of ± 2 μm. When measured over the entire area of the medium 10, the maximum deviation of d TS1 does not exceed the predetermined value DEVd TS1 of ± 2 μm. Therefore, the wavefront error A40 does not exceed 0.033 lambda rms.

도 2에는, 커버층의 두께의 편차에 의해 기인한 파면오차의 계산이 제시되어 있다. 이 도면의 그래프 21은 입사면(16)에 더 근접하여 배치된 L1의 추가 적층체 상에 초점이 맞추어질 때, DEVdTS1에 대한 계산결과에 해당한다(도 1). 그래프 22는 매체(10)의 기판(11)에 더 근접하여 배치된 L0의 제 1 정보층 상에 초점이 맞추어질 때 DEVdTS0에 대한 계산결과에 해당한다(도 1). 이 도면에서 알 수 있는 것과 같이, 파면오차 rms를 점선 23으로 표시된 0.033λ보다 작게 유지하기 위해서는, 정보층의 깊이 위치의 편차가 ±3㎛을 초과하지 않아야 한다. 제조 및 작업 조건에 기인한 매체의 있을 수 있는 변형을 고려하면, 이 편차는 ±2㎛보다 약간 작아야 한다.2 shows the calculation of the wavefront error caused by the variation in the thickness of the cover layer. Graph 21 of this figure corresponds to the calculation result for DEVd TS1 when focused on an additional stack of L1 disposed closer to the incident surface 16 (FIG. 1). Graph 22 corresponds to the calculation result for DEVd TS0 when focused on the first information layer of L0 disposed closer to the substrate 11 of the medium 10 (FIG. 1). As can be seen from this figure, in order to keep the wavefront error rms smaller than 0.033λ indicated by the dotted line 23, the deviation of the depth position of the information layer should not exceed ± 3 μm. Given the possible deformation of the medium due to manufacturing and operating conditions, this deviation should be slightly less than ± 2 μm.

이때, 전술한 실시예는 본 발명을 제한하기보다는 예시하는 것이며, 본 발명이 속한 기술분야의 당업자에게 있어서 첨부된 청구범위의 범주를 벗어나지 않으면서 다양한 또 다른 실시예가 상정될 수 있다는 점에 주목하기 바란다. 청구범위에서, 괄호 안의 참조번호는 청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 용어 "포함한다"는 청구범위에 기재된 것 이외의 구성요소들 또는 단계들의 존재를 배제하는 것이 아니다. 구성요소 앞의 용어 "a" 또는 "an"은 이와 같은 복수의 구성요소들의 존재를 배제하는 것이 아니다. 특정한 구성이 서로 다른 종속항들에서 반복된다는 단순한 사실이 이들 구성의 조합을 유리하게 사용할 수 없다는 것을 시사하는 것은 아니다.At this time, it should be noted that the above-described embodiments are intended to illustrate rather than limit the present invention, and that various other embodiments can be envisioned to those skilled in the art without departing from the scope of the appended claims. I hope. In the claims, any reference signs placed between parentheses shall not be construed as limiting the claim. The term "comprising" does not exclude the presence of elements or steps other than those listed in a claim. The term "a" or "an" in front of a component does not exclude the presence of such a plurality of components. The simple fact that a particular configuration is repeated in different subclaims does not suggest that a combination of these configurations may not be used advantageously.

본 발명에 따르면, 파장 λ와 개구수 NA를 갖는 초점이 맞추어진 방사빔을 사용하여 판독하기 위한 이중층 광 데이터 저장매체가 기술된다. 이 매체는, 기판과, 제 1 정보층을 포함하는 L0로 표시되는 복수의 층들의 제 1 적층체와, 선택적으로, 추가 정보층을 포함하는 Ln으로 표시되는 복수의 층으로 구성된 적어도 1개의 추가 적층체를 갖는다. L0와 Ln 각각 사이에는 방사빔에 투명한 스페이서층이 존재한다. 두께 dTS0를 갖는 TS0로 표시되는 투과 적층체는 L0와 매체의 입사면 사이의 모든 층들을 포함한다. 두께 dTSn을 갖는 TSn으로 표시되는 투과 적층체는 Ln과 입사면 사이의 모든 층들을 포함한다. 매체의 정보 영역에 걸쳐 측정하였을 때, dTS0와, 해당하는 경우에, dTSn의 최대 편차는 소정값 DEVdTS0 또는 DEVd TS1을 넘지 않으며, 이 값은 λ와 NA에 의존하여 설정된다. 이에 따르면, 동적 구면수차 교정을 필요로 하지 않으면서 정보층(들)의 신뢰할 수 있는 판독이 달성된다.According to the present invention, a double layer optical data storage medium for reading using a focused radiation beam having a wavelength lambda and a numerical aperture NA is described. The medium comprises at least one additional structure consisting of a substrate, a first stack of a plurality of layers represented by L0 comprising a first information layer, and optionally a plurality of layers represented by Ln comprising an additional information layer. It has a laminated body. Between each of L0 and Ln is a spacer layer transparent to the radiation beam. The transmissive laminate, denoted TS0 with a thickness d TS0 , comprises all the layers between LO and the incident surface of the medium. The transmission laminate represented by TSn with thickness d TSn includes all layers between Ln and the incident surface. When measured over the information area of the medium, the maximum deviation of d TS0 and, if applicable, d TSn does not exceed the predetermined value DEVd TS0 or DEVd TS1 , and this value is set depending on λ and NA. According to this, reliable reading of the information layer (s) is achieved without requiring dynamic spherical aberration correction.

Claims (7)

파장 λ와 개구수(NA)를 갖고 판독중에 매체의 입사면을 통해 입사한 초점이 맞추어진 방사빔을 사용하여 적어도 판독을 행하는 데이터 저장매체로서, 적어도,A data storage medium having a wavelength λ and a numerical aperture NA and at least reading out using a focused radiation beam incident through an incidence plane of a medium during reading, at least: 저장매체의 일면에 존재하는 기판과,A substrate present on one side of the storage medium, 제 1 정보층을 포함하는 L0로 표시되는 복수의 층의 제 1 적층체와,A first laminate of a plurality of layers represented by L0 including a first information layer, 입사면에 인접한 방사빔에 투명한 커버층과,A cover layer transparent to the radiation beam adjacent to the incident surface, 두께 dTS0를 갖고 L0와 입사면 사이의 모든 층들을 포함하는 TS0로 표시되는 투과 적층체를 구비한 광 데이터 저장매체에 있어서,An optical data storage medium having a thickness d TS0 and having a transmissive laminate represented by TS0 comprising all layers between L0 and the incident surface, 매체의 전체 영역에 걸쳐 측정하였을 때, 매체의 소정의 영역의 dTS0의 평균값들 각각으로부터의 최대 편차가 소정값 DEVdTS0를 넘지 않고, DEVdTS0가 λ와 NA에 의존하여 설정되는 것을 특징으로 하는 광 데이터 저장매체.When measured over the entire area of the medium, the maximum deviation from each of the average values of d TS0 of the predetermined area of the medium does not exceed the predetermined value DEVd TS0 , and DEVd TS0 is set depending on λ and NA. Optical data storage medium. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, DEVdTS0=±3㎛인 것을 특징으로 하는 광 데이터 저장매체.DEVd TS0 = ± 3㎛ optical data storage medium, characterized in that. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 적어도,At least, Ln으로 표시되고, 이때 n은 정수≥1이며, 추가적인 정보층을 포함하고, L0보다 입사면에 더 근접한 위치에 존재하는 복수의 층으로 이루어진 1개의 추가적인 적층체와,One additional stack consisting of a plurality of layers, denoted by Ln, where n is an integer ≧ 1 and includes an additional information layer and is located at a position closer to the entrance plane than L0; L0와 Ln의 각각 사이에 존재하는 방사빔에 투명한 스페이서층과,A spacer layer transparent to the radiation beam present between each of L0 and Ln, 두께 dTSn을 가지며, Ln과 입사면 사이의 모든 층들을 포함하는 TSn으로 표시되는 투과 적층체를 갖고, 매체의 전체 영역에 걸쳐 측정하였을 때, dTSn의 최대 편차가 소정값 DEVdTSn을 넘지 않고, DEVdTSn이 λ와 NA에 의존하여 설정되는 것을 특징으로 하는 광 데이터 저장매체. Having a thickness d TSn and having a transmissive laminate represented by TSn comprising all layers between the Ln and the incident surface, and when measured over the entire area of the medium, the maximum deviation of d TSn does not exceed the predetermined value DEVd TSn And DEVd TSn is set depending on λ and NA. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein DEVdTSn은 ±3㎛인 것을 특징으로 하는 광 데이터 저장매체.DEVd TSn is an optical data storage medium, characterized in that ± 3㎛. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, DEVdTS0=±2㎛인 것을 특징으로 하는 광 데이터 저장매체.DEVd TS0 = ± 2㎛ optical data storage medium, characterized in that. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 추가 정보층을 포함하며 L1으로 표시되는 복수의 층으로 이루어진 단지 1개의 추가적인 적층체가 존재하며, DEVdTS0=±2㎛ 및 DEVdTS1=±2㎛이고, λ는 400nm∼410nm의 범위를 가지며, NA는 0.84∼0.86의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 광 데이터 저장매체.There is only one additional stack consisting of a plurality of layers represented by L1, including an additional information layer, DEVd TS0 = ± 2 μm and DEVd TS1 = ± 2 μm, λ has a range of 400 nm to 410 nm, NA Optical data storage medium having a range of 0.84 to 0.86. 적어도 1개의 정보층으로부터 신뢰할 수 있는 데이터 판독을 하기 위한 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 기재된 광 데이터 저장매체의 용도.Use of an optical data storage medium according to any one of the preceding claims for reliable data reading from at least one information layer.
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