KR20080036533A - 광학 정보 기록 매체 - Google Patents

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KR20080036533A
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히사유끼 야마쯔
노리히로 다나베
히로시 우찌야마
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소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

광학 정보 기록 및 재생 장치(1)는 초기화 처리를 수행하기 위한 광중합 또는 광가교화를 일으키기 위해 미리 광중합형 광중합체로 만들어진 기록 층(101)을 갖는 광학 정보 기록 매체(100)에 초기화 광(L1)을 조사하고, 정보 기록 시에, 기록 표시(RM)를 기록하도록 목표 위치를 변성시키기 위해, 비교적 강한 광 강도를 갖는 기록 광선(L2c)을 기록 층(101) 내의 목표 위치로 집광시켜서 그의 온도를 증가시키고, 정보 재생 시에, 비교적 약한 광 강도를 갖는 판독 광선(L2d)을 목표 위치로 집광시키고, 기록 표시(RM)에 의해 반사된 충분한 광량을 갖는 복귀 광선(L3)을 수신하고, 이는 기록 표시(RM)를 신뢰할 수 있게 기록하고 기록 표시(RM)를 안정적으로 판독하는 것을 가능케 한다.
광학 정보 기록 매체, 기록 표시, 초기화 광, 기록 광선, 판독 광선, 복귀 광선

Description

광학 정보 기록 매체 {Optical Information Recording Medium}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 발명은 본원에서 전체적으로 참조된, 2006년 10월 23일자로 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 제JP2006-288115호에 관련된 보호 대상을 포함한다.
본 발명은 예를 들어 정보가 광선을 사용하여 기록/재생되는 광학 정보 기록 매체에 바람직하게 적용되는 광학 정보 기록 매체에 관한 것이다.
광학 정보 기록 장치로서, 광학 디스크가 널리 사용되고, 일반적으로, 콤팩트 디스크(CD), 디지털 다기능 디스크(DVD), 블루레이 디스크(등록 상표, 이하에서 BD로 불림) 등이 사용된다.
다른 한편으로, 광학 디스크에 대응하는 광학 디스크 장치는 다양한 종류의 정보, 또는 음악 콘텐츠 및 비디오 콘텐츠와 같은 다양한 콘텐츠, 컴퓨터를 위한 다양한 데이터를 광학 디스크에 기록하도록 구성된다. 특히, 최근에, 비디오 데이터가 고도로 세밀화되고 음악 데이터가 품질이 높아지므로 정보량이 증가되고, 단일 광학 디스크 내에 기록되어야 하는 콘텐츠의 수가 증가되도록 요구되므로, 광학 디스크는 더욱 증가된 용량을 갖도록 요구된다.
따라서, 광학 디스크가 큰 용량을 갖게 하기 위한 기술로서, 2가지 유형의 광선들이 서로 간섭하여 기록 매체 내에 미세한 홀로그램을 형성하게 함으로써 정보를 기록하는 기술이 제안되었다 (예를 들어, 일본 특허 출원 공개 제2006-78834호 [도1] 참조).
그러나, 광학 디스크를 사용하는 그렇게 구성된 광학 디스크 장치가 2가지 종류의 광선들의 초점이 동시에 정보가 기록되어야 하는 것을 특징으로 하는 회전 및 선회식 광학 디스크의 일 지점 상에서 서로 일치하게 하는 고도의 제어를 수행해야 하므로, 구성이 복잡해지고, 이는 정보를 안정적으로 기록 및 재생하는 것을 어렵게 만드는 문제를 일으킨다.
상기 관점에서, 본 발명은 간단하게 구성되어 정보를 안정적으로 기록 및 재생할 수 있는 광학 정보 기록 매체를 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 광학 정보 기록 매체는 광중합 특성 또는 광가교화 특성 또는 이들 특성 모두를 구비한 수지로 만들어지고, 기록 층을 가지며, 그 위에서 소정의 초기화 광이 조사되고 수지가 경화된 후에, 정보를 기록하는 시점에서, 소정의 기록 광이 매체로 집광될 때 기록 표시인 공동이 형성되며, 기록 광의 초점 부근의 온도가 증가되고, 정보를 재생하는 시점에서, 소정의 판독 광의 조사에 따라 복귀되는 광에 기초하여 정보가 재생된다.
광학 정보 기록 매체는 기록 광이 집광될 때 만들어지는 공동인 기록 표시를 형성하고, 기록 표시에 판독 광을 조사하는 시점에서 수지와 공동 사이의 굴절 지수의 차이를 사용하여 판독 광을 반사시키고, 이는 판독 광이 반사되는지의 여부에 기초하여 고품질 재생 신호를 얻을 수 있다.
본 발명에 따르면, 광학 정보 기록 매체는 기록 광이 집광될 때 만들어지는 공동인 기록 표시를 형성하고, 기록 표시에 판독 광을 조사하는 시점에서 수지와 공동 사이의 굴절 지수의 차이를 사용하여 판독 광을 반사시키고, 이는 판독 광이 반사되는지의 여부에 기초하여 고품질 재생 신호를 얻을 수 있다. 따라서, 간단하게 구성되고 정보를 안정적으로 기록 및 재생할 수 있는 광학 정보 기록 매체를 실현하는 것이 가능하다.
본 발명의 특성, 원리, 및 용도는 유사한 부분이 유사한 도면 부호에 의해 표시된 첨부된 도면과 관련하여 읽힐 때 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
본 발명의 광학 정보 기록 매체는 간단하게 구성되어, 정보를 안정적으로 기록 및 재생할 수 있다.
본 발명의 실시예가 첨부된 도면을 참조함으로써 설명될 것이다.
(1) 제1 실시예
도1에 도시된 바와 같이, 전반적으로, 제1 실시예에 따른 광학 정보 기록 및 재생 장치(1)는 광학 정보 기록 매체(100)에 광을 조사함으로써 정보를 기록하고 그렇게 기록된 정보를 재생하도록 구성된다.
광학 정보 기록 및 재생 장치(1)는 도시되지 않은 읽기 전용 메모리(ROM)로부터 기본 프로그램, 정보 기록 프로그램, 정보 재생 프로그램과 같은 다양한 프로 그램을 판독하고, 이러한 프로그램을 도시되지 않은 임의 접근 메모리(RAM) 내에서 정보 기록 처리 및 정보 재생 처리와 같은 다양한 처리를 실행하기 위해 확장시키는 중앙 처리 장치(CPU)에 의해 구성된 제어 유닛(2)에 의해 전체적으로 제어된다.
제어 유닛(2)은 초기화 광원(3)이 예를 들어 532 nm 파장의 초기화 광(L1)을 조사하고, 초기화 광(L1)을 테이블(4) 상에 고정된 플레이트 형태의 광학 정보 기록 매체(100)로 출력하도록, 초기화 광원(3)을 제어한다.
초기화 광원(3)으로서, 고체 레이저 및 반도체 레이저와 같은, 고출력의 광을 조사할 수 있는 광원이 사용된다.
또한, 초기화 광원(3)은 도시되지 않은 구동 유닛을 갖고, 제어 유닛(2)의 제어 하에서, 적절한 위치로부터 광학 정보 기록 매체(100)에 초기화 광(L1)을 균일하게 조사하기 위해 "x" 방향(도1에서 우측 방향) 및 "y" 방향(도1에서 전방 방향)으로 자유롭게 변위된다.
다른 한편으로, 제어 유닛(2)은 광학 픽업(5)이 광학 정보 기록 매체(100)에 광을 조사하게 하도록 광학 픽업(5)을 제어하고, 광학 정보 기록 매체(100)로부터 복귀되는 광을 수신한다.
제어 유닛(2)의 제어 하에서, 광학 픽업(5)은 레이저 다이오드에 의해 구성된 기록 및 재생 광원(10)이 예를 들어 532 nm 파장의 광선(L2)을 조사하게 하고, 시준 렌즈(11)가 광선(L2)을 발산 광으로부터 평행 광으로 변환하게 하여, 결과적인 광이 비임 분할기(12)로 가게 한다.
제어 유닛(2)의 제어 하에서, 기록 및 재생 광원(10)은 광선(L2)의 광량을 조정한다.
비임 분할기(12)는 반사/투과 표면(12S)을 사용하여 광선(L2)의 일부가 그를 통해 투과하게 하여, 결과적인 광이 대물 렌즈(13)로 가게 한다. 대물 렌즈(13)는 광선(L2)을 집광하여, 광선(L2)이 광학 정보 기록 매체(100) 내에 포커싱되게 한다.
또한, 복귀 광선(L3)이 광학 정보 기록 매체(100)로부터 복귀될 때, 대물 렌즈(13)는 복귀 광선(L3)을 평행 광으로 변환하여, 결과적인 광이 비임 분할기(12)로 가게 한다. 이 때, 비임 분할기(12)는 반사/투과 표면(12S)을 사용하여 복귀 광선(L3)의 일부를 반사시켜서, 결과적인 광이 집광 렌즈(14)로 가게 한다.
집광 렌즈(14)는 복귀 광선(L3)을 집광시켜서, 복귀 광선(L3)이 수광 소자(15)의 수광 표면 상에 포커싱되게 한다. 따라서, 수광 소자(15)는 복귀 광선(L3)의 광량을 검출하고, 광량에 따른 검출 신호를 발생시켜서, 그렇게 발생된 검출 신호를 제어 유닛(2)으로 보낸다. 이러한 방식으로, 검출 신호에 기초하여, 제어 유닛(2)은 복귀 광선(L3)의 검출 상태를 인식할 수 있다.
광학 픽업(5)은 도시되지 않은 구동 유닛을 갖고, 제어 유닛(2)의 제어 하에서 3개의 축 방향, 또는 "x" 방향, "y" 방향 및 "z" 방향으로 자유롭게 변위된다. 실제로, 제어 유닛(2)은 광선(L2)의 초점을 원하는 위치에 설정하도록 광학 픽업(5)의 위치를 제어한다.
이러한 방식으로, 광학 정보 기록 및 재생 장치(1)는 광학 정보 기록 매체(100)에 초기화 광(L1)을 조사하고, 광학 정보 기록 매체(100) 내의 임의의 위치 로 광선(L2)을 집광시키고, 광학 정보 기록 매체(100)로부터 복귀되는 광선(L3)을 검출한다.
(1-2) 광학 정보 기록 매체의 구성
도2a 및 도2b에 도시된 바와 같이, 광학 정보 기록 매체(100)는 평판으로 형성되고 정보가 기록되는 기록 층(101)과, 각각 평판으로 형성되고 기록 층(101)을 개재하는 기부판(102, 103)을 포함한다.
기록 층(101)은 단량체 및 소중합체가 균일하게 분산되어 있는 광중합형 광중합체로 만들어진다. 광이 기록 층(101)으로 조사될 때, 단량체 및 소중합체는 광이 조사되는 부분에서 중합(즉, 광중합)되어 중합체가 되고, 굴절 지수가 따라서 변화된다. 또한, 광이 기록 층(101)으로 조사되고 광가교화가 내부에서 발생될 때, 이에 의해 "가교화"가 중합체들 사이에서 수행되어 분자량을 증가시키고, 그의 굴절 지수는 더욱 변화될 수 있다.
기록 층(101)을 구성하는 광중합형 광중합체는 2가지 종류의 광을 홀로그램으로서 서로 간섭하게 할 때 발생되는 간섭 패턴을 기록하는 홀로그램 매체로서 사용될 수 있다. 이러한 경우에, 광중합형 광중합체에서, 광 강도가 큰 간섭 패턴의 부분에서 굴절 지수 및 반사 계수를 변화시킴으로써, 간섭 패턴이 정보로서 기록될 수 있다.
실제로, 기록 층(101)의 일 부분 또는 큰 부분을 구성하는 광중합형, 광가교화형, 또는 이들 모두의 유형의 특성을 갖는 수지(이하에서, 광반응성 수지로 불림)가 예를 들어 라디칼 중합 화합물 및 광중합 개시제, 또는 양이온성 중합 화합 물 및 양이온 발생 광중합 개시제에 의해 형성된다. 또한, 광반응성 수지 및 광중합 개시제에서, 특히 광중합 개시제에서, 그의 재료가 적절하게 선택되면, 광중합이 쉽게 발생되는 파장이 원하는 파장으로 조정될 수 있다.
기부판(102, 103)들은 유리판에 의해 형성되고, 이는 전술한 광선(L2) 및 복귀 광선(L3)이 그를 통해 충분히 투과되게 할 수 있다. 각각의 기부판(102, 103)은 각각 정사각형 판 또는 직사각형 판의 형태이고, 이는 각각 대략 30 내지 80 mm로 설정된 "x" 방향으로의 그의 길이("dx") 및 "y" 방향으로의 길이("dy")를 가지며, 대략 1 mm로 설정된 "z" 방향으로의 두께("t2" 또는 "t3")를 갖는다.
기록 층(101)은 재료의 본질상 상대적으로 유연하여, 기부판(102, 103)에 의해 개재되고, 기부판(102, 103)과 유사하게, 기록 층(101)은 얇은 정사각형 판 또는 얇은 직사각형 판의 형태이고, 이는 각각 대략 30 내지 80 mm로 설정된 "x" 방향으로의 그의 길이("dx") 및 "y" 방향으로의 길이("dy")를 가지며, 대략 0.3 mm 내지 1 mm로 설정된 "z" 방향으로의 그의 두께("t1")를 갖는다.
광중합형 광중합체로 만들어진 기록 층(101)이 투명한 기부판(102, 103)들에 의해 개재되어 있는 광학 정보 기록 매체(100)는 전반적으로 얇은 판으로 형성된다.
(1-3) 정보의 기록 및 재생
다음으로, 광학 정보 기록 및 재생 장치(1)를 채용함으로써, 광학 정보 기록 매체(100)에 정보를 기록하는 방식 및 광학 정보 기록 매체(100)로부터 정보를 재생하는 방식이 설명될 것이다.
실제로, 광학 정보 기록 및 재생 장치(1)는 광학 정보 기록 매체(100)를 처리 또는 초기화하는 단계(도3a), 광학 정보 기록 매체(100)에 정보를 기록하는 단계(도3b), 및 광학 정보 기록 매체(100)로부터 정보를 재생하는 단계(도3c)의 3가지 단계를 수행한다.
(1-3-1) 광학 정보 기록 매체의 초기화
광학 정보 기록 매체(100)에 정보를 기록하기 위한 예비 처리로서, 광학 정보 기록 및 재생 장치(1)는 광학 정보 기록 매체(100)의 전부 또는 일 부분을 초기화한다. 이러한 경우에, 도3a에 도시된 바와 같이, 광학 정보 기록 및 재생 장치(1)는 초기화 광원(3)으로부터 광학 정보 기록 매체(100)의 일 측면으로 초기화 광(L1)을 조사하여, 기록 층(101)을 초기화한다 (예비 경화 공정).
이 때, 전체 기록 층(101) 내에서, 광중합 반응, 광가교화 반응, 또는 이들 모두의 반응(이하에서, 집합적으로 광반응으로 불림)이 초기화 광(L1)이 조사되는 부분에서 발생되므로, 단량체가 중합되어 중합체가 되고, 이는 초기화 광을 방사하기 전의 상태와 비교하여 굴절 지수를 변화시킨다.
이러한 경우에, 초기화 광(L1)이 전체 기록 층(101) 내에서 균일하게 조사되는 부분에서 광반응이 발생되므로, 굴절 지수는 균일하게 된다. 즉, 광학 정보 기록 매체(100) 내에서, 광을 조사하는 시점에서 복귀 광의 광량이 "0" 또는 "1"의 코드에 대응할 때, 광학 정보 기록 매체(100)의 임의의 부분이 이러한 단계에서 균일하게 "0"의 코드 (또는 "1"의 코드)가 되므로, 정보가 전혀 기록되지 않는다. 따라서, 광학 정보 기록 및 재생 장치(1)는 또한 광학 정보 기록 매체(100)를 예비 포맷한다.
다른 한편으로, 초기화 광원(3)을 사용하여 광학 정보 기록 매체(100)의 전체 영역에 초기화 광(L1)을 동시에 조사하는 대신에, 광학 정보 기록 매체(100)의 일부만이 비교적 작은 영역에 초기화 광(L1)을 조사하는 소형 초기화 광원을 사용하여 초기화될 수 있거나, 전체 기록 층(101)이 광학 정보 기록 매체(100)에 대해 소형 초기화 광원을 무작위로 변위시킴으로써 소형 초기화 광원을 사용하여 초기화될 수 있다.
광학 정보 기록 및 재생 장치(1)에서, 초기화 광(L1)이 기록 층(101)으로 조사되도록 렌즈 등에 의해 집광되는 것이 고려될 수 있다. 다른 한편으로, 균일한 초기화를 수행하기 위해, 평행 광 형태의 초기화 광(L1)이 기록 층(101)에 직접 조사되는 것이 바람직하다. 추가적으로, 초기화 광원(3)에 대해, 고압 수은 램프(예를 들어, 365 nm의 주파장 소자), 고압 할로겐화 금속 램프, 고체 레이저, 또는 반도체 레이저와 같은 충분한 광학능을 방사할 수 있는 광원을 사용하는 것이 가능하다.
(1-3-2) 정보의 기록
광학 정보 기록 매체(100)에 정보를 기록할 때, 도3b에 도시된 바와 같이, 광학 정보 기록 및 재생 장치(1)는 기록용 광선(L2: 이하에서, 기록 광선(L2c)으로 불림)을 기록 층(101)의 내부로 집광시킨다. 이러한 경우에, 광학 정보 기록 및 재생 장치(1)는 도1에 도시된 광학 픽업(5)의 "x" 방향, "y" 방향, 및 "z" 방향으로의 위치를 제어하고, 도3b에 도시된 기록 광선(L2c)을 기록 층(101) 내의 목표로 설정된 위치(이하에서, 목표 위치로 불림) 상으로 포커싱한다.
이 때, 기록 층(101) 내의 목표 위치에서, 기록 광선(L2c)이 집광되므로, 온도가 국소적으로 상승하고, 광중합체가 변성된다.
초기화에 의한 광중합이 완료된 광학 정보 기록 매체(100) 내의 온도 변화의 시뮬레이션이 수행될 때, 도4에 도시된 온도 분포 특징이 얻어진다.
이러한 시뮬레이션에서, 광중합체의 열 전도도는 0.20 W/mK로 설정되고, 열 확산도는 7.4 x 10-8 ㎡/sec로 설정되고, 532 nm 파장 시의 흡수 계수는 2 x 10-4으로 설정되고, 아울러 대물 렌즈(13)의 개구수(NA)는 0.5로 설정되고, 기록 광선(L2c)의 파장은 532 nm로 설정되고, 광학능은 500 mW로 설정되는 것으로 가정되고, 25℃의 실온 하에서 1 ㎲ 동안 기록 광선(L2c)을 방사할 때 중심에 설정된 목표 위치에서의 "z" 방향에 대한 온도 분포가 계산된다.
도4로부터, 광학 정보 기록 매체(100)에서, 기록 광선(L2c)이 조사될 때, 중심인 목표 위치에서 대략 4 ㎛의 국소 범위 내에서, 온도가 대략 180℃를 초과하는 고온에 도달한다는 것을 알 수 있다. 기록 층(101)을 구성하는 광중합체의 유리 전이점이 약 100℃ 내지 120℃로 설정되는 것으로 가정되므로, 목표 위치 부근의 온도는 유리 전이점을 확실하게 초과하고, 상태 변경이 발생되는 것이 고려된다. 이러한 경우에, 온도 상승에 추가하여, 상태 변경이 광으로서 조사되는 기록 광선(L2c)에 기인할 수 있는 가능성이 고려될 수 있다.
또한, 기록 층이 유기 금속 화합물 또는 무기 금속 화합물을 함유하는 경우 에, 광학 정보 기록 매체(100)에서, 광의 집광 시의 열에 의해, 유기 금속 화합물 또는 무기 금속 화합물이 목표 위치 부근의 온도를 효율적으로 증가시키는 것이 고려된다. 대안적으로, 기록 층(101)에서, 유기 금속 화합물 또는 무기 금속 화합물의 변성을 통해 발생된 금속 화합물이 목표 위치 부근의 온도를 효율적으로 증가시키는 것이 고려된다.
또한, 광학 정보 기록 매체(100)에서, 기록 층(101)을 구성하는 재료는 기록 광선(L2c)에 의한 광화학 반응 또는 광화학 및 열화학 반응을 통해 변성되는 것도 고려된다. 결과적으로, 공동이 형성된다. 이 때, 광학 정보 기록 매체(100)에서, 유기 금속 화합물, 무기 금속 화합물, 또는 발생된 금속 화합물이 광화학 반응 또는 열화학 반응을 가속하는 것도 고려된다.
양자의 경우에, 광학 정보 기록 매체(100) 내의 목표 위치 부근에 형성된 공동이 주위의 재료 (즉, 기록 층(101)을 구성하는 재료)와 굴절 지수가 다르므로, 경계 표면 내에서의 광의 반사 계수가 높아진다.
결과적으로, 도3b에 도시된 바와 같이, 광중합체가 변성될 때 발생되는 기록 표시(RM)가 목표 위치 둘레에 형성된다. 이러한 기록 표시(RM)를 시각적으로 확인하는 것은 어렵다는 것을 알아야 한다.
실제로, 광학 정보 기록 및 재생 장치(1)는 이진화된 정보가 "1"일 때 기록 표시(RM)를 기록하고, 이진화된 정보가 "0"일 때 기록 표시(RM)를 기록하지 않도록 설정되고, 이는 광학 정보 기록 매체(100)에 정보를 기록하는 것을 가능케 한다.
(1-3-3) 정보의 재생
광학 정보 기록 매체(100)로부터 정보를 판독할 때, 도3c에 도시된 바와 같이, 광학 정보 기록 및 재생 장치(1)는 판독용 광선(L2: 이하에서, 판독 광선(L2d)으로 불림)을 기록 층(101)의 내부로 집광시킨다. 이러한 경우에, 정보를 기록하는 경우와 유사하게, 광학 정보 기록 및 재생 장치(1)는 도1에 도시된 광학 픽업(5)의 "x" 방향, "y" 방향, 및 "z" 방향으로의 위치를 제어하고, 도3b에 도시된 판독 광선(L2d)을 기록 층(101) 내의 목표 위치 상으로 포커싱한다.
복귀 광선(이하에서, 재생 비임으로도 불림)이 광학 정보 기록 매체(100)로부터 복귀될 때, 광학 정보 기록 및 재생 장치(1)는 대물 렌즈(13), 비임 분할기(12) 등을 통해 수광 소자(15)를 사용하여 복귀 광선(L3)을 검출한다.
도5a에 도시된 바와 같이, 기록 표시(RM)가 광학 정보 기록 매체(100)의 목표 위치 상에 기록되지 않은 경우에, 즉 목표 위치가 초기화 상태로 남아있는 경우에, 수광 소자(15)는 현저하게 약한 복귀 광선(L3)을 검출한다. 도5a 내지 도5c에서, 복귀 광선(L3)이 강한 부분은 백색에 의해 표현되고, 비임이 약한 부분은 검정색에 의해 표현된다.
다른 한편으로, 도5b에 도시된 바와 같이, 기록 표시(RM)가 광학 정보 기록 매체(100)의 목표 위치 상에 기록된 경우에, 수광 소자(15)는 현저하게 강한 복귀 광선(L3)을 검출할 수 있다.
도5b는 초기화 광(L1)의 파장이 532 nm로 설정되고, 광학능 밀도가 200 mW/㎠으로 설정되고, 초기화 시간이 30분으로 설정된, 광학 정보 기록 매체(100)의 초기화 시에, 정보를 기록 및 재생하는데 사용되는 광선(L2)의 파장을 유사하게 532 nm로 설정하고, 대물 렌즈(13)의 NA를 0.5로 설정하고, 기록 광선(L2c)의 광학능을 450 mW로 설정하고, 기록 시간을 1초로 설정하고, 판독 광선(L2d)의 광학능을 50 μW로 설정함으로써, 얻어지는 광을 수신한 결과를 도시한다.
수광 소자(15)에 의해 검출된 기록 표시(RM)로부터의 복귀 광선(L3)은 일반적인 μ(마이크로) 홀로그램이 광학 정보 기록 매체(100) 내에 형성될 때 검출될 수 있는 재생 광과 비교하여 강한 휘도를 갖는다는 것을 알아야 한다.
이러한 방식으로, 광학 정보 기록 매체(100)를 초기화하고 목표 위치에 대해 정보를 기록하는 처리를 수행함으로써, 광학 정보 기록 및 재생 장치(1)는 목표 위치에서 반사 계수를 개선하는 방식으로 정보를 기록할 수 있고, 목표 위치에 대해 정보를 재생하는 처리를 수행함으로써, 광학 정보 기록 및 재생 장치(1)는 그렇게 기록된 정보를 재생할 수 있는 것이 확인될 수 있다.
이러한 경우에, 광학 정보 기록 매체(100)에서, 기록 광선(L2c)이 집광되어 온도가 국소적으로 증가하는 기록 층(101)을 구성하는 광중합체의 (목표 위치 둘레의) 부분이 변성되므로, 굴절 지수가 변화되고, 결과적으로 반사 계수가 개선되는 (즉, 기록 표시(RM)가 형성되는) 것이 고려될 수 있다.
"x" 방향, "y" 방향, 및 "z" 방향으로, 판독 광선(L2d)이 기록 표시(RM)에 의해 반사될 때 발생되는 복귀 광선(L3)의 광 강도의 분포를 측정할 때, 도6a 및 도6b에 도시된 결과가 얻어진다. 특징 곡선("Sx", "Sy", Sz")은 중심에 설정된 목표 위치에서 "x" 방향, "y" 방향, 및 "z" 방향으로 판독 광선(L2d)의 초점을 변위시킬 때, 수광 소자(15)에 의해 얻어지는 신호 강도 (또는 광 강도)의 분포를 도시 한다.
이러한 경우에, 도5a의 경우에 사용된 레이저 비임을 사용하여, 기록 층(101)이 0.3 mm로 설정된 그의 두께("t1")를 갖는 광학 정보 기록 매체(100)를 초기화한 후에, "z" 방향으로 0.1 mm만큼 기록 층(101)과 기부판(102)의 경계로부터 이격되어 위치된 위치가 목표 위치이고, 광학 정보 기록 및 재생 장치(1)는 0.4로 설정된 대물 렌즈(13)의 NA, 532 nm로 설정된 기록 광선(L2c)의 파장, 90 mW로 설정된 광학능, 및 3초로 설정된 기록 시간에서, 기록 표시(RM)를 기록한다. 또한, 광학 정보 기록 및 재생 장치(1)는 판독 광선(L2d)의 파장을 532 nm로 설정하고, 광학능을 7 μW로 설정한다.
도6a 및 도6b에 도시된 분포 특징으로부터, 일반적으로, 기록 표시(RM)는 대체로 타원형으로 형성되고, "xy" 평면 내에서 직경이 대략 1 ㎛이고, "z" 방향에서 높이가 대략 10 ㎛라는 것을 알 수 있다.
실제로, 복귀 광선(L3)의 신호 강도에 기초하여, 신호 강도가 높으므로 기록 표시(RM)가 목표 위치 상에 기록되었다고 검출할 때, 광학 정보 기록 및 재생 장치(1)는 목표 위치 상에 기록된 정보가 "1"이라고 인식하고, 신호 강도가 낮으므로 기록 표시(RM)가 목표 위치 상에 기록되지 않았다고 검출할 때, 광학 정보 기록 및 재생 장치(1)는 목표 위치 상에 기록된 정보가 "0"이라고 인식하고, 이는 광학 정보 기록 매체(100) 상에 기록된 정보를 판독하는 것을 가능케 한다.
광중합형 광중합체가 변성되고 반사 계수가 변화된 기록 층(101)의 부분, 즉 기록 표시(RM)가 형성된 부분이 기록 광선(L2c)의 초점 둘레에 국소적으로 존재한 다. 따라서, 대물 렌즈(13)에 의해 제한된 회절의 성능이 얻어지는 경우에, 대물 렌즈(13)의 개구수(NA)가 커지면, 광학 정보 기록 및 재생 장치(1)는 작은 크기를 갖는 기록 표시(RM)를 형성할 수 있고, 이는 기록 층(101)의 기록 밀도를 개선할 수 있다.
다른 한편으로, 경험적으로, 발광 다이오드(LED)가 초기화 광원(3)으로서 레이저 대신에 사용되는 경우에, 도5c에 도시된 바와 같이, 비교적 약한 복귀 광선(L3)이 검출될 수 있다. 도5c는 녹색 LED가 초기화 광원(3)으로서 사용되고, 광학능 밀도가 2 mW/㎠으로 설정되고, 초기화 시간이 60분으로 설정된, 광학 정보 기록 매체(100)의 초기화 시에, 기록 광선(L2c) 및 판독 광선(L2d)을 도5b의 경우와 유사하게 설정함으로써 얻어지는 광을 수신한 결과를 도시한다.
이러한 경우에, 도5c로부터 명백한 바와 같이, 복귀 광선(L3)의 강도가 약하고 신호 대 잡음 비(SNR)가 불량한 결과가 얻어진다.
광학 정보 기록 및 재생 장치(1)가 광학 정보 기록 매체(100)를 초기화하지 않고, 정보 기록 시에, 단량체를 중합체로 광중합하기 위해 목표 위치로 기록 광선(L2c)을 조사하여 집광시키고, 목표 위치를 변성시키기 위해 기록 광선(L2c)을 사용하여 온도를 증가시킴으로써, 기록 표시(RM)를 형성하는 기술이 고려될 수 있다. 다른 한편으로, 기록 상태가 시간 및 공간적으로 변화되므로, 안정된 정보 기록이 어려워지는 것이 예상된다.
이러한 방식으로, 제1 실시예에 따른 광학 정보 기록 매체(100)에서, 레이저 비임을 사용한 초기화 처리가 수행될 때, 반사 계수의 변화는 기록 광선(L2c)이 포 커싱되는 부분에서 가장 현저하게 발생되는 것이 확인될 수 있다.
(1-3-4) 다층 기록 시의 재생
다음으로, 도5b의 경우와 유사하게 초기화되는 광학 정보 기록 매체(100)에 대해, 기록 표시(RM)들이 3차원 방향으로 정렬되는 다층 기록(체적 기록)이 목표 위치의 위치를 "z" 방향으로 단계적으로 변화시킴으로써 실행되고, 각각의 기록 표시(RM)로부터의 복귀 광선(L3) (즉, 재생 광)이 측정된다.
구체적으로, 광학 정보 기록 및 재생 장치(1)를 사용하여, 기록 층(101) 내의 목표 위치를 3차원 방향으로 변화시키기 위해 광학 픽업(5)의 위치를 "x" 방향, "y" 방향, 및 "z" 방향으로 변화시킴으로써, 기록 표시(RM)들이 하나의 층 내에서 10개의 층에 걸쳐 기록된다. 이러한 경우에, 각각의 층(각각, 표시 기록 층으로 불림) 내의 "xy" 평면 내에서의 기록 표시(RM)들 사이의 간격은 5 ㎛로 설정되고, 표시 기록 층들 사이의 간격은 30 ㎛로 설정된다.
다음으로, 광학 정보 기록 및 재생 장치(1)를 사용하여, 판독 광선(L2d)이 광학 정보 기록 매체(100)의 각각의 표시 기록 층 상에 포커싱되도록 조사되고, 복귀 광선(L3)이 검출된다. 제1 층(기부판(102)에 가장 가까운 측면), 제3 층, 제5 층, 제7 층, 및 제9 층 내의 복귀 광선(L3)의 검출 결과가 각각 도7a 내지 도7c, 도8a 및 도8b에 도시되어 있다.
도7a 내지 도7c, 도8a 및 도8b에서, 신호 강도는 수직축에서 표현되고, "x" 방향으로의 위치는 수평축에서 표현되고, 각각의 표시 기록 층 내에서 "x" 방향으로 기록 광선(L2c)의 초점을 변위시킬 때의 신호 강도의 측정 결과가 각각 도시되 어 있다.
도7a 내지 도7c, 도8a 및 도8b로부터 명백한 바와 같이, 광학 정보 기록 매체(100) 내의 제1 층 내지 제10 층의 모든 표시 기록 층 내에서, 기록 표시(RM)가 형성된 부분과 기록 표시(RM)가 형성되지 않은 부분(초기화만 된 부분) 사이의 신호 강도의 차이가 현저하게 발생된다.
즉, 다층 기록 하에서 적어도 10개의 층에 걸쳐 표시 기록 층을 구성하는 경우에, 광학 정보 기록 및 재생 장치(1)는 충분히 필요한 신호 강도를 갖는 복귀 광선(L3)으로서 각각의 층 상에 기록된 기록 표시(RM)를 검출함으로써 원하는 재생 신호를 얻을 수 있고, 이는 기록 표시(RM)가 존재하는지의 여부, 즉 "0"의 값 또는 "1"의 값 중 어느 것이 정보로서 기록되었는지를 높은 정확성으로 검출하는 것을 가능케 한다.
(1-4) 성능 및 효과
전술한 구성에서, 제1 실시예에 따른 광학 정보 기록 및 재생 장치(1)는 초기화 광원(3)으로부터의 초기화 광(L1)을 전체적으로 또는 부분적으로 조사함으로써, 미리 광중합형 광중합체로 만들어진 기록 층(101)을 갖는 광학 정보 기록 매체(100)를 초기화한다.
다음으로, 광학 정보 기록 및 재생 장치(1)는 비교적 강한 광 강도를 갖는 기록 광선(L2c)을 광학 정보 기록 매체(100)의 기록 층(101) 내의 목표 위치로 집광시켜서 기록 표시(RM)를 기록하고, 그 다음 목표 위치에 비교적 약한 광 강도를 갖는 판독 광선(L2d)을 집광시키고, 기록 표시(RM)에 의해 반사되는 충분한 광량을 갖는 복귀 광선(L3)을 수신한다.
따라서, 미리 광학 정보 기록 매체(100)의 기록 층(101)을 초기화하기 위해 초기화 광(L1)을 조사함으로써, 광학 정보 기록 및 재생 장치(1)는 기록 표시(RM)를 신뢰할 수 있게 기록하여, 기록 표시(RM)를 정확하게 판독할 수 있다.
이러한 경우에, 초기화 처리로서 광중합형 광중합체로 만들어진 기록 층(101) 내에서, 광반응, 즉 광중합 반응, 광가교화 반응, 또는 이들 모두를 일으킴으로써, 광학 정보 기록 및 재생 장치(1)는 기록 층(101)을 기록 표시(RM)를 형성하기에 적합하게 만들 수 있고, 즉 "정보를 기록하기 위한 표면 준비"가 실행될 수 있다.
또한, 기록 층(101) 내의 목표 위치로 기록 광선(L2c)을 집광시켜서 목표 위치 부근의 온도를 현저하게 증가시키거나, 온도를 증가시키는 것에 추가하여 광을 계속 조사함으로써, 광학 정보 기록 및 재생 장치(1)는 광중합형 광중합체를 변성시킬 수 있다 (도4). 결과적으로, 정보를 기록하기 위해 높은 반사 계수의 기록 표시(RM)를 형성하는 것이 가능해진다.
따라서, 광학 정보 기록 매체(100)에 판독 광선(L2d)을 조사할 때, 광학 정보 기록 및 재생 장치(1)는 기록 표시(RM)가 형성되지 않은 부분, 즉 초기화 상태로 남아있는 부분과 비교하여 기록 표시(RM)로부터 현저하게 강한 복귀 광선(L3)을 검출할 수 있다. 바꾸어 말하면, 광학 정보 기록 및 재생 장치(1)는 광학 정보 기록 매체(100)로부터 현저하게 높은 SNR의 재생 신호를 얻을 수 있어서, 정보를 정확하고 안정적으로 재생하는 것을 가능케 한다.
또한, 복수의 층에 걸쳐 광학 정보 기록 매체(100)에 대해 표시 기록 층을 구성하는 경우에, 광학 정보 기록 및 재생 장치(1)는 기록 표시(RM)가 각각의 층으로부터 기록되었는지의 여부를 명확하게 인식하는 것을 가능케 하는 충분한 SNR의 재생 신호를 얻을 수 있다 (도7 및 도8).
이러한 경우에, 기록 광선(L2c)의 초점을 "z" 방향(도1)으로 단계적으로 변위시킴으로써, 광학 정보 기록 및 재생 장치(1)는 복수의 표시 기록 층이 기록 층(101) 내에 구성되는 체적 기록을 수행할 수 있다. 따라서, 광학 정보 기록 매체(100)의 기록 층(101)에 대해, 기록 표시를 위한 물리 층이 미리 형성될 필요가 없고, 광중합형 광중합체가 "z" 방향으로 균일하게 존재해야 하고 (도2), 이는 수지에 의해 구성된 기록 층 및 신호가 금속 스탬퍼로부터 전사되는 반사 코팅이 물리적으로 층상화되는 경우와 비교하여 광학 정보 기록 매체를 쉽게 제조하는 것을 가능케 한다.
일반적으로, 포지티브형 "μ" 홀로그램을 기록할 때, 광중합형 광중합체 내에 홀로그램을 형성하는 광학 정보 기록 및 재생 장치는 초기화 처리를 수행하지 않고, 정보가 기록되는 것을 특징으로 하는 부분 (즉, 목표 위치) 상에 광의 간섭 프린지를 국소적으로 형성함으로써, 광 강도가 강한 간섭 프린지의 부분에서만 광반응을 일으키고, 간섭 프린지를 홀로그램으로서 기록한다.
포지티브형 "μ" 홀로그램의 경우에, 정보를 재생할 때, 판독 광을 조사할 때 재생 광이 홀로그램으로부터 복귀되고, 재생 광이 다른 부분으로부터 발생되지 않으므로, 광학 정보 기록 및 재생 장치는 "0"의 값 또는 "1"의 값 중 어느 것이 정보로서 기록되었는지를 인식할 수 있다.
또한, 네거티브형 "μ" 홀로그램의 경우에, 광학 정보 기록 및 재생 장치는 광중합형 광중합체 내의 전체 정보 기록 영역에 걸쳐 광의 간섭 프린지를 형성하고, 초기화 처리를 수행하기 위해 간섭 프린지를 기록하고, 그 다음 정보가 기록되는 것을 특징으로 하는 부분 (즉, 목표 위치)으로 광을 국소적으로 집광시킴으로써, 목표 위치에서 광중합형 광중합체의 온도를 증가시키고, 그러한 부분을 변성시켜서 홀로그램을 국소적으로 손상시킨다.
네거티브형 "μ" 홀로그램의 경우에, 정보를 재생할 때, 판독 광을 조사할 때 재생 광이 홀로그램으로부터 복귀되고, 홀로그램이 손상된 부분으로부터 재생 광이 거의 복귀되지 않으므로, 광학 정보 기록 및 재생 장치는 "0"의 값 또는 "1"의 값 중 어느 것이 정보로서 기록되었는지를 인식할 수 있다.
다른 한편으로, 광학 정보 기록 및 재생 장치(1)에서, 홀로그램을 사용하는 경우와 비교하여, 광의 간섭 프린지를 정확하게 발생시키기 위한 현저하게 높은 정확성의 서보 제어가 불필요해져서, 구성을 단순화한다. 또한, 홀로그램을 사용하는 경우에, 정보의 "0"의 값 또는 "1"의 값을 정확하게 구별하기 위해, 광학 정보 기록 매체 내의 광에 대한 감도를 높은 정확성으로 조정하는 것이 필요하다. 다른 한편으로, 본 발명의 경우에, 이러한 조정이 불필요해져서, 광학 정보 기록 매체(100)를 제조하는 것을 비교적 쉽게 만든다.
본 발명에 따라 정보를 기록 및 재생하는 방식은 광학 정보 기록 매체에 대한 초기화 처리를 수행하는 점에서 포지티브형 "μ" 홀로그램을 채용한 것과 확실 히 다르고, 이는 고도로 정확한 서보 제어가 불필요해지고 구성이 단순화될 수 있는 점에서 포지티브형 "μ" 홀로그램을 채용한 경우와 비교하여 유리하다.
또한, 네거티브형 "μ" 홀로그램과 비교할 때, 본 발명은 광반응이 균일하게 발생되는, 즉 예비 경화가 수행되는 점과, 재생 광이 복귀되지 않지만 기록 광이 정보를 기록하기 위해 조사된 부분으로부터 강한 재생 광이 복귀되는 점에서, 크게 다르다. 특히, 본 발명은 진보된 제어 등을 요구하는 홀로그램이 초기화 처리의 시점에서 형성될 필요가 없는 점과, 상이한 파장의 광이 초기화 처리의 시점과 기록 및 재생 처리의 시점에서 사용될 수 있는 점에서, 네거티브형 "μ" 홀로그램을 채용한 경우와 비교하여 유리하다.
예를 들어, 초기화 광원(3)으로서, 파장이 기록 광선(L2c) 및 판독 광선(L2d)과 유사한 레이저 비임을 조사하는 녹색 레이저, 청색 레이저 등을 사용하는 경우에, 일반적으로, 고출력이 어려우므로, 큰 면적을 초기화하는데 장시간이 요구될 가능성이 높다. 다른 한편으로, 본 발명에 따른 광학 정보 기록 및 재생 장치(1)에서, 기록 층(101)이 반응하는 파장 범위 내에서, 고출력이 가능한 레이저가 초기화 광원(3)으로서 사용될 수 있으므로, 큰 면적이 비교적 단시간 내에 초기화될 수 있다.
다른 한편으로, 2개의 광자 흡수를 이용하여 체적 기록을 실행하는 기술이 제안되었고, 여기서 정보가 안정적으로 기록될 수 있는 기록 매체가 개발 중에 있고, 펨토초(femtosecond) 레이저와 같은 단일 펄스 고출력 레이저가 바람지하지 않게 필요하여, 광학 정보 기록 및 재생 장치의 구성이 복잡한 문제를 일으킨다.
다른 한편으로, 반도체 레이저 등을 사용하여, 본 발명에 따른 광학 정보 기록 및 재생 장치(1)는 복잡하지 않은 일반적인 광학 디스크 장치와 유사한 구성일 수 있고, 광학 정보 기록 매체(100)를 사용하여 기록 표시(RM)를 안정적으로 기록 및 재생하는 처리가 실제로 확인될 수 있다.
또한, 체적 홀로그램을 사용한 정보의 기록 시에, 다층 기록이 진행될 때 매체 소음의 발생을 억제하는 것이 어렵고, 주로 사용되는 광중합체 매체(기록 매체)를 취급하는 것이 어렵고, 복수의 화소로 구성된 공간 변조 장치, 영상 센서 등이 사용되어야 하므로 광학 정보 기록 및 재생 장치의 구성이 복잡해지는 문제가 발생된다. 다른 한편으로, 본 발명의 광학 정보 기록 및 재생 장치(1)에 따르면, 이러한 문제는 원칙적으로 발생되지 않는다.
전술한 구성에 따르면, 광중합형 광중합체로 만들어진 기록 층(101)을 갖는 광학 정보 기록 매체(100)에 대해 초기화 처리를 미리 실행하고, 비교적 강한 광 강도를 갖는 기록 광선(L2c)을 기록 층(101) 내의 목표 위치로 집광시키고, 그의 온도를 증가시켜서 기록 표시(RM)를 기록하고, 그 다음 비교적 약한 광 강도를 갖는 판독 광선(L2d)을 목표 위치로 집광시키고, 기록 표시(RM)에 의해 반사되는 충분한 광량을 갖는 복귀 광선(L3)을 수신함으로써, 제1 실시예에 따른 광학 정보 기록 및 재생 장치(1)는 기록 표시(RM)를 확실하게 기록할 수 있고, 기록 표시(RM)를 안정적으로 판독할 수 있다.
(2) 제2 실시예
(2-1) 광학 정보 기록 및 재생 장치의 구성
부분들이 도1의 대응하는 부분들과 동일한 도면 부호에 의해 표시된 도9에 도시된 바와 같이, 제2 실시예에 따른 광학 정보 기록 및 재생 장치(20)는 제어 유닛(2: 도1)에 대응하는 제어 유닛(21)에 의해 전체적으로 제어된다.
또한, 광학 정보 기록 및 재생 장치(20)는 광학 정보 기록 및 재생 장치(1: 도1)와 거의 동일한 구성을 갖는다. 기록 및 재생 광원(10) 및 대물 렌즈(13)를 갖는 광학 픽업(5) 대신에, 광학 정보 기록 및 재생 장치(20)는 기록 및 재생 광원(22) 및 대물 렌즈(23)를 갖는 광학 픽업(25)을 포함하고, 초기화 광원(3)을 제외한다.
(2-2) 광학 정보 기록 매체의 구성
다른 한편으로, 제2 실시예에서, 광학 정보 기록 매체(100) 대신에, 광학 정보 기록 매체(120)가 사용된다. 이러한 광학 정보 기록 매체(120)는 도10a 내지 도10c에 도시된 바와 같이, 기부판(122, 123)들 사이에 스페이서(124)를 개재한다. 결과적으로, 기록 층(121)이 스페이서(124) 내의 내부 공간(124A) 내에 형성된다. 그러므로, 광학 정보 기록 매체(120)는 전반적으로 광중합체 매체로서 역할한다.
제1 실시예의 기부판(102, 103)과 마찬가지로 기부판(122, 123)도 유리판에 의해 형성되고, 이는 광이 그를 통해 높은 비율로 투과되게 할 수 있다. 각각의 기부판(122, 123)은 각각 정사각형 판 또는 직사각형 판의 형태이고, 이는 각각 대략 30 내지 80 mm로 설정된 "x" 방향으로의 그의 길이("dx") 및 "y" 방향으로의 길이("dy")를 가지며, 대략 1.1 mm로 설정된 "z" 방향으로의 두께("t22" 또는 "t23")를 갖는다.
스페이서(124)는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 수지에 의해 형성되고, 이는 기부판(122, 123)에 따라 각각 대략 30 내지 80 mm로 설정된 "x" 방향으로의 그의 길이("dx") 및 "y" 방향으로의 길이("dy")를 가지며, 대략 0.5 mm로 설정된 "z" 방향으로의 두께("t21")를 갖는다. 또한, 스페이서(124)는 도10a에 도시된 바와 같이, 직사각형 형상의 섹션이 "z" 방향으로 뚫린, 바꾸어 말하면 직각 평행 6면체의 형상으로 제거된 내부 공간(124A)을 갖는다.
도11에 도시된 초기화 장치(80)에서, 이후에 설명되는 액체 재료(M1)가 기부판(122, 123)들 사이의 스페이서(124) 내에 개재된 내부 공간(124A) 내에 분산되어 있는 기록 층(121)은 초기화 광원(81)으로부터 조사되는 초기화 광(L21)에 의해 초기화된다. 초기화 광원(81)에 대해, 초기화 광원(3)과 마찬가지로, 고압 수은 램프, 고압 할로겐화 금속 램프, 고체 레이저 또는 반도체 레이저와 같은 충분한 광학능을 방사할 수 있는 광원을 사용하는 것이 가능하다는 것을 알아야 한다.
기록 층(121) 내에서, 유기 금속 또는 무기 금속 화합물을 포함하는 광반응성 수지가 균일하게 분산된다. 광이 초기화 이전의 상태에서 조사될 때, 기록 층(121) 내의 광반응성 수지의 광중합 반응, 광가교화 반응, 또는 이들 반응 모두가 광이 조사되는 부분에서 실행된다 (즉, 광반응). 결과적으로, 분자량이 증가되고, 기록 층(121)이 경화되고, 굴절 지수가 변화된다 (이하에서, 광반응성으로 불림).
구체적으로, 기록 층(121)은 아크릴산 에스터 단량체(p-쿠밀페놀 에틸렌옥사이드 첨가 아크릴산 에스터) 및 우레탄 2기능성 아크릴레이트 소중합체(중량비: 40:50)로 만들어진 유기 금속 화합물이고, 이의 단량체 및 소중합체에 대한 중량비는 2%이고, 비스(n-2,4-사이클로펜타디엔-1-yl)-bis (2,6-디플루오로-3-(1H-피롤-1-yl)-페닐) 티타늄(시바 스페셜티 케미컬즈(Chiba Specialty Chemicals)의 IRGACURE(상표명)-784, Irg-784로 불림)이 암실 하에서 혼합되어 소포되고 (이하에서, 액체 재료(M1)로 불림), 기부판(122, 123)들 사이에 개재된 스페이서(124) 내의 내부 공간(124A) 내에 분산되고, 60분 동안 고압 수은 램프인 초기화 광원(81)으로부터의 초기화 광(L21: 파장: 365 nm, 광학능 밀도: 30 mW/㎠)에 의해 조사된다. 따라서, 기록 층(121)이 광학적으로 경화된다.
이러한 초기화 처리 시에, 전체 기록 층(121) 내에서, 광반응이 제1 실시예의 초기화 처리(예비 경화)와 유사한 방식으로 전체적으로 발생되므로, 수지의 광반응이 내부에서 발생된다. 결과적으로, 기록 층(121)은 내부 공간(124A)의 형태에 기초하여 얇은 정사각형 판 또는 얇은 직사각형 판의 형상으로 형성된다.
따라서, 기록 층(121)의 굴절 지수는 초기화 광에 의해 조사되기 전에 비해 전체적으로 변화된다. 기록 층(121)은 광학적으로 경화되었을 때 거의 투명하고, 조사되는 광을 높은 비율로 투과시킬 수 있다는 것을 알아야 한다.
광학 정보 기록 매체(120)는 전반적으로 얇은 판으로 형성되고, 기록 층(121) 내의 수지가 초기화 처리를 통해 광중합 반응, 광가교화 반응, 또는 이들 모두의 반응을 하는 대부분의 광을 투과시키고, 기록 층(121) 내에 소량의 유기 금속 화합물을 포함한다.
(2-3) 정보의 기록 및 재생
다음으로, 제2 실시예에서의, 광학 정보 기록 매체(120)에 정보를 기록하는 방식 및 광학 정보 기록 매체(120)로부터 정보를 재생하는 방식이 설명될 것이다.
광학 정보 기록 매체(120)에 정보를 기록할 때, 도12a에 도시된 바와 같이, 광학 정보 기록 및 재생 장치(20)는 도9에 도시된 기록 및 재생 광원(22)으로부터의 기록 광선(L22c)을 기록 층(121)의 내부로 집광시킨다. 이러한 경우에, 광학 정보 기록 및 재생 장치(20)는 도9에 도시된 광학 픽업(25)의 "x" 방향, "y" 방향, 및 "z" 방향으로의 위치를 제어하고, 도12a에 도시된 기록 광선(L22c)을 기록 층(121) 내의 목표로 설정된 위치 (즉, 목표 위치) 상으로 포커싱한다.
구체적으로, 목표 위치가 기록 층(121)의 표면으로부터 100 ㎛ 깊이에 설정된 광학 정보 기록 및 재생 장치(20)는 파장이 402 nm로 설정되고 광학능이 20 mW로 설정된 레이저 비임으로 구성된 기록 광(L22c)을 기록 및 재생 광원(22)으로부터 방출하고, 이를 개구수(NA)가 0.35로 설정된 대물 렌즈(23)에 의해 집광시켜서, 조사 시간으로서 1초 동안 목표 위치로 조사한다.
도12b에 도시된 바와 같이, 광학 정보 기록 및 재생 장치(20)는 정보 재생 시에, 파장이 기록 및 재생 광원(22)으로부터의 기록 광선(L22c)과 동일하며 광학능이 200 mW로 설정된 판독 광선(L22d)을 방출하고, 대물 렌즈(23)에 의해 기록 층(121) 내의 기록 표시(RM)로 집광시킨다.
이 때, 판독 광선(L22d)은 기록 표시(RM)에 의해 반사되어 복귀 광선(L23)이 된다. 광학 정보 기록 및 재생 장치(20)는 전하 결합 장치(CCD)의 수광 소자(15)에 의해 대물 렌즈(23), 비임 분할기(12) 등을 통해 복귀 광선(L23)을 검출한다.
도13a에 도시된 바와 같이, 수광 소자(15)는 도5a에 도시된 제1 실시예와 유사하게 높은 강도를 갖는 복귀 광선(L23)을 검출할 수 있다.
기록 층(121) 내의 목표 위치 부근의 온도가 기록 광선(L22c)의 집광에 의해 국소적으로 증가되어, 공동이 유기 금속 화합물의 열화학 반응 또는 열화학 및 광학 반응에 의해 형성되는 것이 고려된다.
기록 층(121) 내에서, 공동이 유기 금속 화합물을 함유하는 수지 내의 기록 광선(L22c)의 집광에 의해 온도가 국소적으로 증가되는 부분에서 형성되고, 그 다음 반사 계수가 기록 층(121) 및 공동의 재료들 사이의 굴절 지수의 차이에 의해 증가되는 것도 고려된다.
도14는 기록 층(121) 내에 형성된 복수의 기록 표시(RM)의 단면을 표시하는 주사 전자 현미경(SEM) 영상을 도시한다. 도14에서, 기록 표시(RM)는 구 형상 또는 회전 타원체에 가까운 형상의 공동이라는 것이 입증된다.
또한, 각각의 기록 표시(RM)들의 경계면은 만곡되지 않은 표면을 가져서, 굴절 지수가 급격하게 변화될 수 있다고 가정된다. 결과적으로, 경계면은 높은 반사 계수를 가질 수 있다.
이러한 방식으로, 기록 층(121) 내의 목표 위치 부근에서, 공동인 기록 표시(RM)가 형성되고, 정보가 기록된다. 기록 표시(RM)를 시각적으로 확인하는 것은 어렵다는 것을 알아야 한다.
다른 한편으로, 도13b에 도시된 바와 같이, 미약한 복귀 광선(L23)이 기록 광(RM)이 기록되지 않은 부분 (즉, 미기록 부분)으로부터 검출되고, 광학 정보 기 록 매체(120)로부터 정보를 재생할 때, 제1 실시예와 동일한 방식으로, 광학 정보 기록 및 재생 장치(20)의 복귀 광선(L23)의 검출 강도는 기록 표시(RM)가 존재하는지의 여부에 따라 크게 변화된다.
이는 예를 들어 광학 정보 기록 및 재생 장치(20)가 기록 표시(RM)가 존재하는지의 여부에 대응하여 코드를 "0" 또는 "1"로 만듦으로써 광학 정보 기록 매체(120)에 정보를 기록할 수 있고, 정보를 재생할 때, 기록 표시(RM)가 그 때에 목표 위치 상에 기록되었는지의 여부, 즉 "0" 또는 "1"의 코드 중 어느 것이 정보로서 기록되었는지를 높은 정확성으로 검출할 수 있다는 것을 보여준다.
이러한 방식으로, 유기 금속 화합물을 함유하며 미리 광학적으로 경화된 기록 층(121)에 대해, 광학 정보 기록 및 재생 장치(20)에 의해 기록 광선(L22c)을 집광시켜서 온도를 증가시킴으로써, 광학 정보 기록 매체(120)는 공동인 기록 표시(RM)가 형성되는 정보 기록을 실행할 수 있다. 또한, 판독 광선(L22d)이 광학 정보 기록 및 재생 장치(20)에 의해 기록 표시(RM)로 조사되므로, 광학 정보 기록 매체(120)는 높은 조도를 갖는 복귀 광선(L23)이 검출되는 정보 재생을 실행할 수 있다.
(2-4) 다층 기록 시의 재생
다음으로, 제1 실시예의 경우와 유사하게 광학 정보 기록 매체(120)에 대해, 공동인 기록 표시(RM)들이 3차원 방향으로 정렬된 다층 기록(체적 기록)이 목표 위치의 위치를 "z" 방향으로 단계적으로 변화시킴으로써 실행되고, 각각의 기록 표시(RM)로부터의 복귀 광선(L23) (즉, 재생 광)이 측정된다.
구체적으로, 광학 정보 기록 및 재생 장치(20)를 사용하여, 기록 층(121) 내의 목표 위치를 3차원 방향으로 변화시키기 위해 광학 픽업(25)의 위치를 "x" 방향, "y" 방향, 및 "z" 방향으로 변화시킴으로써, 기록 표시(RM)들이 하나의 층 내에서 12개의 층에 걸쳐 기록된다. 이러한 경우에, 표시 기록 층들 내의 "xy" 평면 내에서의 기록 표시(RM)들 사이의 간격은 3 ㎛로 설정되고, 표시 기록 층들 사이의 간격은 22.5 ㎛로 설정된다.
다음으로, 광학 정보 기록 및 재생 장치(20)를 사용하여, 판독 광선(L22d)이 광학 정보 기록 매체(120)의 각각의 표시 기록 층 상으로 포커싱되도록 조사되고, 복귀 광선(L23)이 검출된다. 구체적으로, 광학 정보 기록 매체(120)에 대한 정보의 기록 및 재생을 위해 사용되는 기록 광선(L22c) 및 판독 광선(L22d)의 파장은 405 nm로 설정되고, 기록 광선(L22c)의 광학능은 10 mW로 설정되고, 기록 시간은 2 내지 5초로 설정되고, 판독 광선(L22d)의 광학능은 1 mW로 설정되고, 대물 렌즈(23)의 NA는 0.35로 설정된다.
제2 층(기부판(102)에 가장 가까운 측면), 제5 층, 제8 층, 및 제11 층 내의 복귀 광선(L23)의 검출 결과가 각각 도15a 및 도15b와, 도16a 및 도16b에 도시되어 있다.
도15a 및 도15b와, 도16a 및 도16b에서, 도7 및 도8과 유사하게, 신호 강도가 수직축에서 표현되고, "x" 방향으로의 위치가 수평축에서 표현되고, 각각의 표시 기록 층 내에서 "x" 방향으로 판독 광선(L22d)의 초점을 변위시킬 때의 신호 강도의 측정 결과가 각각 도시되어 있다.
도15a 및 도15b와, 도16a 및 도16b로부터 명백한 바와 같이, 광학 정보 기록 매체(120) 내의 제1 층 내지 제12 층의 모든 표시 기록 층 내에서, 기록 표시(RM)가 형성된 부분과 기록 표시(RM)가 형성되지 않은 부분(초기화만 된 부분) 사이의 신호 강도의 차이가 현저하게 발생된다.
즉, 광학 정보 기록 및 재생 장치(20)에 의해 적어도 12개의 층에 걸쳐 표시 기록 층을 구성하는 경우에, 광학 정보 기록 매체(120)는 충분히 필요한 신호 강도를 갖는 복귀 광선(L23)으로서 각각의 층 상에 기록된 기록 표시(RM)를 검출함으로써 원하는 재생 신호를 얻을 수 있고, 이는 기록 표시(RM)가 존재하는지의 여부, 즉 "0" 또는 "1"의 값 중 어느 것이 정보로서 기록되었는지를 높은 정확성으로 검출하는 것을 가능케 한다.
(2-5) 성능 및 효과
전술한 구성에서, 제2 실시예에 따른 광학 정보 기록 및 재생 장치(20)는 기록 및 재생 광원(22)으로부터 방출되는 기록 광선(L22c)을 목표 위치로 집광시켜서 온도를 증가시킴으로써, 유기 금속 화합물을 포함하며 미리 광학적으로 경화된 광학 정보 기록 매체(120) 내의 기록 층(121) 내의 목표 위치 부근에 공동을 형성하고, 굴절 지수를 개선하고, 기록 표시(RM)를 형성한다.
또한, 광학 정보 기록 및 재생 장치(20)는 비교적 약한 광 강도를 갖는 판독 광선(L22d)을 기록 층(121) 내의 기록 표시(RM)로 집광시키고, 그 다음 기록 표시(RM)에 의해 반사되는 강한 광 강도를 갖는 복귀 광선(L23)을 수신한다.
따라서, 기록 층(121)이 미리 광학적으로 경화되므로, 광학 정보 기록 매 체(120)는 광반응이 이미 완료된 상태에서 기록 표시(RM)를 형성할 수 있다.
또한, 기록 층(121)을 구성하는 수지가 유기 금속 화합물을 함유하므로, 광학 정보 기록 매체(120)는 여전히 초기화된 부분에서 광의 반사 계수를 낮게 유지할 수 있고, 기록 광선(L22c)을 집광시키고, 온도를 국소적으로 증가시키고, 수지의 변성을 일으키고, 공동을 형성함으로써, 높은 반사 계수의 기록 표시(RM)를 형성할 수 있다.
이 때, 기록 층(121) 내의 광반응이 완료되었으므로, 광학 정보 기록 매체(120)는 광자 모드의 발생으로부터 유도되는 광반응 속도의 변화 또는 열 전도도의 변화를 일으키지 않고서, 목표 위치 부근의 온도를 신뢰할 수 있게 증가시킬 수 있다.
이러한 방식으로, 광학 정보 기록 매체(120)는 기록 층(121) 내의 목표 위치 부근의 온도를 기록 층(121)을 구성하는 수지의 비점보다 높게 만들 수 있어서, 공동을 발생시키고 기록 표시(RM)를 신뢰할 수 있게 형성한다.
따라서, 정보를 재생하는 시점에서 광학 정보 기록 및 재생 장치(20)로부터 판독 광선(L22d)을 조사할 때, 광학 정보 기록 매체(120)는 기록 표시(RM)가 형성되지 않은 부분과 비교하여 기록 표시(RM)가 형성된 부분으로부터 현저하게 강한 복귀 광선(L23)을 검출할 수 있다. 바꾸어 말하면, 광학 정보 기록 매체(120)는 제1 실시예에 따른 광학 정보 기록 매체(100)와 유사하게, 광학 정보 기록 및 재생 장치(20)에 의해 현저하게 높은 SNR의 재생 신호를 발생시킬 수 있어서, 정보를 정확하고 안정적으로 재생하는 것을 가능케 한다.
또한, 도15a 및 도15b와, 도16a 및 도16b에 도시된 바와 같이, 광학 정보 기록 매체(120)는 광학 정보 기록 및 재생 장치(20)가 적어도 12개의 층에 걸친 다층 기록의 경우에도, 각각의 층 내에 기록된 기록 표시(RM)가 존재하는지의 여부를 높은 정확성으로 검색하게 할 수 있다.
2가지 유형의 광선이 서로 간섭하여 기록 매체 내에 미세한 홀로그램을 형성하게 함으로써 정보를 기록하는 소위 포지티브형 "μ" 홀로그램 기록 및 재생 장치에서, 그의 구성의 복잡성으로 인해, 기록 및 재생할 때 특히 온도 및 습도 환경에 대한 큰 제한이 있다. 그러므로, 이미 널리 보급된 CD 매체, DVD 매체, 또는 BD 매체와 일치하지 않는 제약이 있다. 다른 한편으로, 본 발명에 따른 광학 정보 기록 매체(120)에서, 광학 정보 기록 및 재생 장치(20)의 구성은 그렇게 구성된 광학 디스크 장치에 비해 극도로 단순화되고, 이는 기록 및 재생 시점에서 제약을 극적으로 감소시킬 수 있고, 정보를 안정적으로 기록 및 재생할 수 있다.
전술한 구성에서, 제2 실시예에 따른 광학 정보 기록 매체(120)는 광학 정보 기록 및 재생 장치(20)에 의해 기록 광선(L22c)을 목표 위치로 집광시켜서 온도를 증가시킴으로써, 유기 금속 화합물을 함유하며 미리 광학적으로 경화된 광학 정보 기록 매체(120) 내의 기록 층(121) 내의 목표 위치 부근에 공동을 형성하고, 굴절 지수가 개선된 기록 표시(RM)를 형성하고, 기록 표시(RM)에서 반사되는 충분한 광량을 갖는 복귀 광선(L23)을 검출함으로써 기록 표시(RM)가 존재하는지의 여부를 표현하는 정보를 안정적으로 검색할 수 있다.
(3) 제3 실시예
(3-1) 광학 정보 기록 및 재생 장치의 구성
부분들이 도1의 대응하는 부분들과 동일한 도면 부호에 의해 표시된 도17에 도시된 바와 같이, 제3 실시예에 따른 광학 정보 기록 및 재생 장치(30)는 제어 유닛(2: 도1)에 대응하는 제어 유닛(31)에 의해 전체적으로 제어된다.
또한, 광학 정보 기록 및 재생 장치(30)는 광학 정보 기록 및 재생 장치(1: 도1)와 거의 동일한 구성을 갖는다. 기록 및 재생 광원(10) 및 대물 렌즈(13)를 갖는 광학 픽업(5) 대신에, 광학 정보 기록 및 재생 장치(30)는 기록 및 재생 광원(32) 및 대물 렌즈(33)를 갖는 광학 픽업(35)을 포함하고, 초기화 광원(3)을 제외한다.
(3-2) 광학 정보 기록 매체의 구성
제3 실시예에서, 광학 정보 기록 매체(100) 대신에, 광학 정보 기록 매체(130)가 사용된다. 광학 정보 기록 매체(130)는 도18a 및 도18b에 도시된 바와 같이, 기부판(132) 상에 기록 층(131)을 제공하고, 전반적으로 광중합체 매체로서 역할한다.
기부판(132)은 광이 그를 통해 높은 비율로 투과되게 할 수 있는, 제1 실시예의 기부판(102, 103)과 유사한 유리판에 의해 형성되고, 정사각형 판 또는 직사각형 판의 형태이고, 이는 각각 대략 30 내지 80 mm로 설정된 "x" 방향으로의 그의 길이("dx") 및 "y" 방향으로의 길이("dy")를 가지며, 대략 0.6 mm로 설정된 "z" 방향으로의 두께("t32")를 갖는다.
제조 단계에서, 이후에 언급되는 액체 재료(M2)가 기부판(132) 상에 분산된 다. 제2 실시예와 유사한 도11에 도시된 초기화 장치(80)에 의해, 기록 층(131)은 초기화 광원(81)으로부터 방출되는 초기화 광(L31)에 의해 초기화된다.
구체적으로, 기록 층(131)은 자외선 경화성 수지(소니 케미컬(Sony Chemical) 06A32X-5) 내로 1%의 중량비로 유기 금속 화합물인 Irg-784를 혼합하고 암실 내에서 소포하고 (이하에서, 액체 재료(M2)로 불림), 그 다음 기부판(132) 상에서 두께("t31")가 500 ㎛가 되는 방식으로 분산되고, 고압 수은 램프의 초기화 광원(81)으로부터 20초 동안 L31(파장: 365 nm, 광학능 밀도: 300 mW/㎠)을 조사함으로써 광학적으로 경화되어, 만들어진다.
이러한 초기화 처리 시에, 전체 기록 층(131) 내에서, 광반응이 제1 실시예의 초기화 처리(예비 경화)와 유사한 방식으로 전체적으로 발생되므로, 수지의 광중합 반응, 또는 광가교화 반응, 또는 이들 반응 모두가 내부에서 발생된다. 결과적으로, 기록 층(131)의 굴절 지수는 초기화 광에 의해 조사되기 전에 비해 전체적으로 변화된다. 기록 층(131)은 광학적으로 경화되었을 때 거의 투명하고, 조사되는 광을 높은 비율로 투과시킬 수 있다는 것을 알아야 한다.
제2 실시예의 광학 정보 기록 매체(120)와 유사하게, 광학 정보 기록 매체(130)는 전반적으로 얇은 판으로 형성되고, 기록 층(131)이 광반응하는 대부분의 광을 투과시키고, 기록 층(131) 내에 소량의 유기 금속 화합물을 포함한다.
(3-3) 정보의 기록 및 재생
다음으로, 제3 실시예에서의, 광학 정보 기록 매체(130)에 정보를 기록하는 방식 및 광학 정보 기록 매체(130)로부터 정보를 재생하는 방식이 설명될 것이다.
광학 정보 기록 매체(130)에 정보를 기록할 때, 도19a에 도시된 바와 같이, 광학 정보 기록 및 재생 장치(30)는 도17에 도시된 기록 및 재생 광원(32)으로부터의 기록 광선(L32c)을 기록 층(131)의 내부로 집광시킨다. 이러한 경우에, 광학 정보 기록 및 재생 장치(30)는 도17에 도시된 광학 픽업(35)의 "x" 방향, "y" 방향, 및 "z" 방향으로의 위치를 제어하고, 도19a에 도시된 기록 광선(L32c)을 기록 층(131) 내의 목표로 설정된 위치 (즉, 목표 위치) 상으로 포커싱한다.
구체적으로, 목표 위치가 기록 층(131)의 표면으로부터 100 ㎛ 깊이에 설정된 광학 정보 기록 및 재생 장치(30)는 파장이 402 nm로 설정되고 광학능이 20 mW로 설정된 레이저 비임으로 구성된 기록 광선(L32c)을 기록 및 재생 광원(32)으로부터 방출하고, 이를 NA가 0.35로 설정된 대물 렌즈(35)에 의해 집광시켜서, 조사 시간으로서 1초 동안 목표 위치로 조사한다.
광학 정보 기록 및 재생 장치(30)는 정보 재생 시에, 파장이 기록 및 재생 광원(32)으로부터의 기록 광선(L32c)과 동일하며 광학능이 3 mW인 판독 광선(L32d)을 방출하고, 대물 렌즈(33)에 의해 기록 층(131) 내의 기록 표시(RM)로 집광시킨다.
이 때, 판독 광선(L32d)은 기록 표시(RM)에 의해 반사되어 복귀 광선(L33)이 된다. 광학 정보 기록 및 재생 장치(30)는 수광 소자(15)에 의해 대물 렌즈(33), 비임 분할기(12) 등을 통해 복귀 광선(L33)을 검출한다.
도20a에 도시된 바와 같이, 수광 소자(15)는 도5a에 도시된 제1 실시예 및 도13a에 도시된 제2 실시예와 유사하게 높은 강도의 복귀 광선(L33)을 검출할 수 있다.
기록 층(131) 내의 목표 위치 부근의 온도가 기록 광선(L33c)의 집광에 의해 국소적으로 증가되어, 공동이 기록 층(121)과 동일한 방식으로 형성되고, 반사 계수가 기록 층(131) 및 공동의 재료들 사이의 굴절 지수의 차이에 의해 개선되는 것이 고려된다.
이러한 방식으로, 기록 층(131) 내의 목표 위치 부근에서, 제2 실시예와 동일한 방식으로, 반사 계수가 주위에 비해 국소적으로 높은, 공동인 기록 표시(RM)가 형성되고, 정보가 기록된다. 기록 표시(RM)를 시각적으로 확인하는 것은 어렵다는 것을 알아야 한다.
다른 한편으로, 도20b에 도시된 바와 같이, 미약한 복귀 광선(L33)이 기록 광(RM)이 기록되지 않은 부분 (즉, 미기록 부분)으로부터 검출되고, 광학 정보 기록 매체(130)로부터 정보를 재생할 때, 제1 및 제2 실시예와 동일한 방식으로, 광학 정보 기록 및 재생 장치(30)의 복귀 광선(L33)에 대한 검출 강도는 기록 표시(RM)가 존재하는지의 여부에 따라 크게 변화된다.
이러한 방식으로, 유기 금속 화합물을 함유하며 미리 광학적으로 경화된 기록 층(131)에 대해, 광학 정보 기록 매체(130)에 의해 기록 광선(L32c)을 집광시켜서 온도를 증가시킴으로써, 광학 정보 기록 및 재생 장치(30)는 공동인 기록 표시(RM)가 형성되는 정보 기록을 실행할 수 있다. 또한, 기록 표시(RM)에 판독 광선(L32d)을 조사함으로써, 광학 정보 기록 및 재생 장치(30)는 높은 조도를 갖는 복귀 광선(L33)이 검출되는 정보 재생을 실행할 수 있다.
(3-4) 다른 광학 정보 기록 매체에 대한 비교
다음으로, 광학 정보 기록 매체(130)와의 비교를 위해, 광학 정보 기록 및 재생 장치(30)에서, 정보의 기록 및 재생이 광학 정보 기록 매체(140)를 사용하여 실행된다. 이러한 광학 정보 기록 매체(140)는 기부판(132) 상에 기록 층(141)을 제공하고, 전반적으로 광중합체 매체로서 역할한다.
자외선 경화성 수지(소니 케미컬 06A32X-5)가 혼합되고, 암실 내에서 소포되고 (액체 재료(M3)로 불림), 기부판(132) 상에서 두께("t31")가 500 ㎛가 되는 방식으로 분산된, 기록 층(141)은 고압 수은 램프의 초기화 광원(81)으로부터 20초 동안 초기화 광(L31: 파장: 365 nm, 광학능 밀도: 300 mW/㎠)을 조사함으로써 광학적으로 경화된다.
자외선의 파장을 감지하는 광중합 개시제가 기록 층(141)의 자외선 경화성 수지 내에 포함된다. 그러므로, 기록 층(141)은 전술한 조건 하에서 신속하게 광학적으로 경화된다. 기록 층(141) 내의 광중합 개시제가 유기 금속 화합물 또는 무기 금속 화합물을 함유하지 않는 것을 알아야 한다.
다음으로, 광학 정보 기록 및 재생 장치(30)에서, 광학 정보 기록 매체(140)를 사용하여, 정보의 기록 및 재생은 전술한 광학 정보 기록 매체(130)와 동일한 방식으로 실행된다.
즉, 목표 위치가 기록 층(141)의 표면으로부터 100 ㎛ 깊이에 설정된 광학 정보 기록 및 재생 장치(30)는 파장이 402 nm로 설정되고 광학능이 20 mW인 레이저 비임으로 구성된 기록 광선(L32c)을 기록 및 재생 광원(32)으로부터 방출하고, 이 를 NA가 0.35로 설정된 대물 렌즈(33)에 의해 집광시켜서, 조사 시간으로서 1초 동안 목표 위치로 조사한다.
광학 정보 기록 및 재생 장치(30)는 정보 재생 시에, 파장이 기록 및 재생 광원(32)으로부터의 기록 광선(L32c)과 동일하며 광학능이 3 mW인 판독 광선(L32d)을 방출하고, 대물 렌즈(33)에 의해 기록 층(141) 내의 목표 위치로 집광시킨다.
그러나, 이러한 경우에, 도21a에 도시된 수광 소자(15)에 의해 광을 수신한 결과, 미약한 복귀 광선(L33)이 목표 위치로부터 얻어진다. 또한, 도21b에 도시된 바와 같이, 미약한 복귀 광선(L33)은 또한 목표 위치 이외의 부분, 즉 기록 광선(L32c)이 집광되지 않은 부분으로부터 얻어진다.
광을 수신한 이러한 결과는 기록 표시(RM)가 광학 정보 기록 매체(140) 내에 형성되지 않았다는 것을 발견했다.
광학 정보 기록 매체(130, 140)와 비교하여, 기록 표시(RM)의 형성은 기록 광선(L32c)의 열에 의한 유기 금속 화합물 또는 무기 금속 화합물을 함유하는 수지의 변성으로부터 생성되는 것이 고려된다.
전술한 이유로, 유기 금속 화합물 또는 무기 금속 화합물을 내부에 함유하지 않는 기록 층(141)을 갖는 광학 정보 기록 매체(140)는 광학 정보 기록 및 재생 장치(30)에 대해 정보의 기록 매체로서 효과적으로 역할하지 않을 수 있다.
(3-5) 작동 및 효과
전술한 구성에서, 제3 실시예에 따른 광학 정보 기록 및 재생 장치(30)는 기록 및 재생 광원(32)으로부터 방출된 기록 광선(L32c)을 목표 위치로 집광시켜서 온도를 증가시킴으로써, 유기 금속 화합물을 함유하며 미리 광학적으로 경화된 광학 정보 기록 매체(130) 내의 기록 층(131)에 대해 목표 위치 부근에 공동을 형성하고, 굴절 지수를 개선하고, 기록 표시(RM)를 형성한다.
또한, 광학 정보 기록 및 재생 장치(30)는 비교적 약한 광 강도를 갖는 판독 광선(L32d)을 광학 정보 기록 매체의 기록 층(131) 내의 목표 위치로 집광시키고, 그 다음 기록 표시(RM)에 의해 반사되는 강한 광 강도를 갖는 복귀 광선(L33)을 수신한다.
따라서, 제2 실시예의 광학 정보 기록 매체(120)와 유사하게, 기록 층(131)이 미리 광학적으로 경화되므로, 광학 정보 기록 매체(130)는 광반응이 이미 완료된 상태에서 기록 표시(RM)를 형성할 수 있다.
또한, 광학 정보 기록 매체(120)와 유사하게, 기록 층(131)을 구성하는 수지가 유기 금속 화합물을 포함하므로, 광학 정보 기록 매체(130)는 여전히 초기화된 부분에서 광의 반사 계수를 낮게 유지할 수 있고, 기록 광선(L32c)을 집광시키고, 온도를 국소적으로 증가시키고, 수지의 변성을 일으키고, 공동을 형성함으로써, 높은 반사 계수의 기록 표시(RM)를 형성할 수 있다.
이 때, 기록 층(131) 내의 광반응이 완료되었으므로, 광학 정보 기록 매체(130)는 광자 모드의 발생으로부터 유도되는 광반응 속도의 변화 또는 열 전도도의 변화를 일으키지 않고서, 목표 위치 부근의 온도를 신뢰할 수 있게 증가시킬 수 있다.
이러한 방식으로, 광학 정보 기록 매체(130)는 공동을 발생시키기 위해, 기 록 층(131) 내의 목표 위치 부근의 온도를 기록 층(131)을 구성하는 수지의 비점보다 높게 만들 수 있고, 기록 표시(RM)를 신뢰할 수 있게 형성할 수 있다.
따라서, 정보를 재생하는 시점에서 광학 정보 기록 및 재생 장치(30)로부터 판독 광선(L32d)을 조사할 때, 광학 정보 기록 매체(130)는 기록 표시(RM)가 형성되지 않은 부분과 비교하여 기록 표시(RM)로부터 현저하게 강한 복귀 광선(L33)을 검출할 수 있다. 바꾸어 말하면, 광학 정보 기록 매체(130)는 제1 실시예의 광학 정보 기록 매체(100)와 유사하게, 광학 정보 기록 및 재생 장치(30)에 의해 현저하게 높은 SNR의 재생 신호를 발생시킬 수 있어서, 정보를 정확하고 안정적으로 재생하는 것을 가능케 한다.
비교를 위한 광학 정보 기록 매체(140)를 사용하는 경우에, 효과적인 기록 표시(RM)가 유기 금속 화합물 또는 무기 금속 화합물을 함유하지 않는 기록 층(141) 내에서 형성되지 않으므로, 기록 표시(RM)는 유기 금속 화합물 또는 무기 금속 화합물에 대해 기록 광선(L32c)을 집광시킴으로써 온도의 증가 또는 열 분해에 의해 확실하게 발생되는 것이 발견되었다.
전술한 구성에서, 제3 실시예에 따른 광학 정보 기록 매체(130)는 광학 정보 기록 및 재생 장치(30)에 의해 목표 위치로 기록 광선(L32c)을 집광시켜서 온도를 증가시킴으로써, 유기 금속 화합물을 함유하며 미리 광학적으로 경화된 광학 정보 기록 매체(130) 내의 기록 층(131) 내의 목표 위치 부근에 공동을 형성할 수 있고, 굴절 지수가 개선된 기록 표시(RM)를 형성할 수 있고, 기록 표시(RM)에서 반사된 충분한 광량을 갖는 복귀 광선(L33)을 검출함으로써 기록 표시(RM)가 존재하는지의 여부가 표시된 정보를 안정적으로 검색할 수 있다.
(4) 제4 실시예
(4-1) 광학 정보 기록 및 재생 장치의 구성
제4 실시예에서, 광학 정보 기록 및 재생 장치(20)가 제2 실시예와 동일한 방식으로 사용되므로, 그의 설명은 생략될 것이다.
(4-2) 광학 정보 기록 매체의 구성
다른 한편으로, 제4 실시예에서, 광학 정보 기록 매체(150)가 광학 정보 기록 매체(120) 대신에 사용된다. 광학 정보 기록 매체(150)는 기부판(122, 123)들 사이에 스페이서(124)를 개재한다. 결과적으로, 기록 층(151)이 스페이서(124) 내의 내부 공간(124A) 내에 형성된다. 그러므로, 광학 정보 기록 매체는 전반적으로 광중합체 매체로서 역할한다.
제조 단계에서, 이후에 언급되는 액체 재료(M4)가 기부판(122, 123)들 사이에서 스페이서(124) 내에 개재된 내부 공간(124A) 내에 확산되어 있는 기록 층(151)은 도11에 도시된 바와 같이 초기화 장치(80) 내의 초기화 광원(81)으로부터 조사되는 초기화 광(L51)에 의해 초기화된다.
기록 층(151) 내에서, 제2 실시예의 기록 층(121)과 동일한 방식으로, 유기 금속 또는 무기 금속 화합물을 포함하는 광반응성 수지가 균일하게 분산된다. 기록 층(151)은 분자량이 초기화 및 다음의 경화 이전의 상태에서 광에 의해 조사된 영역 내에서 광반응성 수지의 광반응에 의해 증가되고, 굴절 지수가 따라서 변화되는 특성을 갖는다.
구체적으로, 기록 층(151)은 아크릴산 에스터 단량체(p-쿠밀페놀 에틸렌옥사이드 첨가 아크릴산 에스터) 및 우레탄 2기능성 아크릴레이트 소중합체(중량비: 40:50)와, 무기 금속 화합물로서 단량체 및 소중합체에 대한 중량비가 1%인 1-하이드록시-1-사이클로헥실 페닐케톤(Irg-184) 및 단량체 및 소중합체에 대한 중량비가 1%이며 입자 크기가 20 nm 이하인 TiO2/H2PtCl6(몰비: 10:1)를 혼합하고, 암실 하에서 소포함으로써 (이하에서, 액체 재료(M4)로 불림), 만들어지고, 기부판(122, 123)들 사이의 스페이서(124) 내에 개재된 내부 공간(124A) 내에 분산되고, 고압 수은 램프인 초기화 광원(81)으로부터의 초기화 광(L51: 파장: 365 nm, 광학능 밀도: 300 mW/㎠)에 의해 20초 동안 조사되고, 광학적으로 경화된다.
이러한 초기화 처리에서, 전체 기록 층(151) 내에서, 광반응이 제1 실시예의 초기화 처리(예비 경화)와 유사한 방식으로 전체적으로 발생되므로, 수지의 광중합 반응, 광가교화 반응, 또는 이들 반응 모두가 내부에서 발생된다. 결과적으로, 기록 층(151)의 굴절 지수는 초기화 광에 의해 조사되기 전에 비해 전체적으로 변화된다. 기록 층(151)은 광학적으로 경화되었을 때 거의 투명하고, 조사되는 광을 높은 비율로 투과시킬 수 있다는 것을 알아야 한다.
광학 정보 기록 매체(150)는 제2 실시예의 광학 정보 기록 매체(120)에 대해 부분적으로 유사한 구성을 갖고, 전반적으로 얇은 판으로 형성되고, 기록 층(151) 내의 수지가 초기화 처리에 의해 광반응하는 대부분의 광을 투과시키고, 기록 층(151) 내에 소량의 무기 금속 화합물을 포함한다.
(4-3) 정보의 기록 및 재생
다음으로, 제4 실시예에서의, 광학 정보 기록 매체(150)에 정보를 기록하는 방식 및 광학 정보 기록 매체(150)로부터 정보를 재생하는 방식이 설명될 것이다.
제2 실시예의 광학 정보 기록 매체(120)와 유사하게, 광학 정보 기록 매체(150)에 대한 제1 실시예에 따른 초기화 처리가 제조 단계에서 광학적 경화에 의해 완료되었으므로, 초기화 처리를 다시 실행할 필요가 없다.
광학 정보 기록 매체(150)에 정보를 기록할 때, 도12a에 도시된 바와 같이, 광학 정보 기록 및 재생 장치(20)는 도9에 도시된 기록 및 재생 광원(22)으로부터의 기록 광선(L52c)을 기록 층(151)의 내부로 집광시킨다. 이러한 경우에, 광학 정보 기록 및 재생 장치(1)는 도9에 도시된 광학 픽업(25)의 "x" 방향, "y" 방향, 및 "z" 방향으로의 위치를 제어하고, 도12a에 도시된 기록 광선(L52c)을 기록 층(151) 내의 목표로 설정된 위치 (즉, 목표 위치) 상으로 포커싱한다.
구체적으로, 목표 위치가 기록 층(151)의 표면으로부터 100 ㎛ 깊이에 설정된 광학 정보 기록 및 재생 장치(20)는 파장이 402 nm로 설정되고 광학능이 20 mW인 레이저 비임으로 구성된 기록 광선(L52c)을 기록 및 재생 광원(22)으로부터 방출하고, 이를 NA가 0.35로 설정된 대물 렌즈(23)에 의해 집광시켜서, 조사 시간으로서 2초 동안 목표 위치로 조사한다.
광학 정보 기록 및 재생 장치(20)는 정보 재생 시에, 파장이 기록 및 재생 광원(22)으로부터의 기록 광선(L52c)과 동일하며 광학능이 600 mW인 판독 광선(L52d)을 방출하고, 대물 렌즈(23)에 의해 기록 층(151) 내의 기록 표시(RM)로 집광시킨다.
이 때, 판독 광선(L52d)은 기록 표시(RM)에 의해 반사되어 복귀 광선(L53)이 된다. 광학 정보 기록 및 재생 장치(20)는 수광 소자(15)에 의해 대물 렌즈(23), 비임 분할기(12) 등을 통해 복귀 광선(L53)을 검출한다.
도22a에 도시된 바와 같이, 수광 소자(15)는 도5a에 도시된 제1 실시예 및 도13a에 도시된 제2 실시예와 유사하게 높은 강도의 복귀 광선(L53)을 검출할 수 있다.
다른 한편으로, 도22b에 도시된 바와 같이, 미약한 복귀 광(L53)이 기록 광(RM)이 기록되지 않은 부분 (즉, 미기록 부분)으로부터 검출되고, 광학 정보 기록 매체(150)로부터 정보를 재생할 때, 제1 내지 제3 실시예와 동일한 방식으로, 광학 정보 기록 및 재생 장치(20)의 복귀 광선(L53)에 대한 검출 강도는 기록 표시(RM)가 존재하는지의 여부에 따라 크게 변화된다.
이러한 방식으로, 무기 금속 화합물을 함유하며 미리 광학적으로 경화된 기록 층(151)에 대해, 광학 정보 기록 매체(150)에 의해 기록 광선(L52c)을 집광시킴으로써, 제1 내지 제3 실시예와 동일한 방식으로, 광학 정보 기록 및 재생 장치(20)는 공동인 기록 표시(RM)가 형성되는 정보 기록을 실행할 수 있다. 또한, 광학 정보 기록 매체(150)의 기록 표시(RM)에 판독 광선(L52d)을 조사함으로써, 광학 정보 기록 및 재생 장치(20)는 높은 조도를 갖는 복귀 광선(L53)이 검출되는 정보 재생을 실행할 수 있다.
(4-4) 작동 및 효과
전술한 구성에서, 제4 실시예에 따른 광학 정보 기록 및 재생 장치(20)는 기록 및 재생 광원(22)으로부터 방출된 기록 광선(L52c)을 목표 위치로 집광시켜서 온도를 증가시킴으로써, 무기 금속 화합물을 함유하며 미리 광학적으로 경화된 광학 정보 기록 매체(150) 내의 기록 층(151)에 대해 목표 위치 부근에 공동을 형성하고, 굴절 지수를 개선하고, 기록 표시(RM)를 형성한다.
또한, 광학 정보 기록 및 재생 장치(20)는 비교적 약한 광 강도를 갖는 판독 광선(L52d)을 기록 층(151) 내의 목표 위치로 집광시키고, 그 다음 기록 표시(RM)에 의해 반사되는 강한 광 강도를 갖는 복귀 광선(L53)을 수신한다.
따라서, 광학 정보 기록 매체(120)와 유사하게, 기록 층(151)이 미리 광학적으로 경화되므로, 광학 정보 기록 매체(150)는 광반응이 이미 완료된 상태에서 기록 표시(RM)를 형성할 수 있다. 판독 광선(L52d)이 기록 층(151) 내의 목표 위치 부근으로 집광될 때, 무기 금속 화합물의 열 분해가 확실하게 발생된다. 따라서, 광학 정보 기록 매체(150)는 공동을 형성할 수 있고, 광의 굴절 지수를 국소적으로 높일 수 있고, 즉 기록 표시(RM)를 형성할 수 있다.
이러한 이유로, 판독 광선(L22)이 광학 정보 기록 및 재생 장치(20)에 의해 조사될 때, 광학 정보 기록 매체(150)는 기록 표시(RM)가 형성되지 않은 부분과 비교하여 기록 표시(RM)로부터 현저하게 강한 복귀 광선(L53)을 검출할 수 있다. 바꾸어 말하면, 광학 정보 기록 매체(150)는 제1 실시예 내지 제3 실시예와 유사하게, 광학 정보 기록 및 재생 장치(20)에 의해 현저하게 높은 SNR의 재생 신호를 발생시킬 수 있어서, 정보를 정확하고 안정적으로 재생하는 것을 가능케 한다.
전술한 구성에서, 제4 실시예에 따른 광학 정보 기록 매체(150)는 제2 및 제3 실시예와 유사하게, 광학 정보 기록 및 재생 장치(20)에 의해 목표 위치로 기록 광선(L52c)을 집광시켜서 온도를 증가시킴으로써, 무기 금속 화합물을 함유하며 미리 광학적으로 경화된 기록 층(151) 내의 목표 위치 부근에 공동을 형성할 수 있고, 굴절 지수가 개선된 기록 표시(RM)를 형성할 수 있고, 기록 표시(RM)에서 반사된 충분한 광량을 갖는 복귀 광선(L53)을 검출함으로써 기록 표시(RM)가 존재하는지의 여부가 표시된 정보를 안정적으로 검색할 수 있다.
(5) 기타 실시예
전술한 실시예에서, 광학 정보 기록 매체(120, 130, 150)의 기록 층(121, 131, 151)은 유기 금속 화합물, 무기 금속 화합물, 또는 이들 모두를 포함하는 라디칼 중합 화합물 및 광중합 개시제를 포함하는 광중합 수지에 의해 구성되지만, 본 발명은 이에 제한되지 않고, 기록 층(121, 131, 151)은 다른 화합물에 의해 구성될 수 있다.
기록 층(121, 131, 151)을 구성하는 광중합 수지의 구성 재료로서, 일반적으로, 광중합될 수 있는 화합물이 고려되고, 이 외에, 광중합을 실행하기 위한 결합제 중합체, 소중합체, 개시제가 채용될 수 있고, 아울러 요구에 따라, 증감 색소가 첨가될 수 있다.
광중합될 수 있는 화합물로서, 주로, 라디칼 중합 반응에서 사용되는 단량체인, 아크릴산, 아크릴 에스터 및 아마이드 아크릴레이트의 유도체와 스티렌 및 비닐나프탈렌의 유도체가 있다. 또한, 아크릴 단량체가 우레탄 구조 내에 포함된 화 합물이 채용될 수 있다.
또한, 전술한 단량체로서, 수소 원자가 할로겐 원자로 치환된 유도체가 채용될 수 있다.
다른 한편으로, 필요에 따라 첨가되는 결합제 성분으로서, 에틸렌 글라이콜, 글리세린 및 그의 유도체, 다가 알코올, 프탈레이트 에스터 및 그의 유도체, 나프탈렌디카르복실산 및 그의 유도체, 인산 에스터 및 그의 유도체, 지방산 디에스터 및 그의 유도체가 있고, 이들은 가소제로서 사용될 수 있는 성분이다.
또한, 개시제 유형의 광중합 개시제로서, 비스(2,4-사이클로펜타디엔-1-yl)비스[2,6-디플루오로-3-(1H-피로-1-yl)페닐]티타늄(시바 케미컬즈, Irg-784) 이외에, 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에테인-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-몰포리노페닐)-부타논-1,1-하이드록시사이클로헥실-페닐-케톤이 있고, 이들은 라디칼 중합을 위해 사용되는 유기 화합물이다. 이 때 사용되는 광중합 개시제로서, 정보를 기록한 후의 후처리 시에 임의로 용해될 수 있는 화합물이 바람직하다.
또한, 증감 색소로서, 시아닌형 색소, 쿠마린형 색소, 및 퀴놀린형 색소가 있다.
또한, 전술한 제1 실시예에서, 초기화 처리(도3a) 시에, 평행 광인 초기화 광(L1)이 광학 정보 기록 매체(100)로 조사되지만, 본 발명은 이에 제한되지 않고, 확산 광 또는 수렴 광인 초기화 광(L1)이 광학 정보 기록 매체(100)로 조사될 수 있다. 이는 제2 내지 제4 실시예의 초기화 광원(81)에도 적용된다.
또한, 전술한 제1 실시예에서, 광학 정보 기록 매체(100)를 초기화하기 위한 초기화 광(L1), 광학 정보 기록 매체(100)에 정보를 기록하기 위한 기록 광선(L2c), 및 광학 정보 기록 매체(100)로부터 정보를 재생하기 위한 판독 광선(L2d)은 532 nm로 단일화되지만, 본 발명은 이에 제한되지 않고, 기록 광선(L2c) 및 판독 광선(L2d)의 파장이 단일화되고 초기화 광(L1)의 파장은 그와 다르게 설정되는 구성, 또는 초기화 광(L1), 기록 광선(L2c), 및 판독 광선(L2d)의 파장들이 서로 다르게 설정되는 구성이 채용될 수 있다.
이러한 경우에, 초기화 광(L1)은 기록 층(101)을 구성하는 광중합형 광중합체 내의 광화학 반응 시의 감도에 대해 적합한 파장을 갖고, 기록 광선(L2c)은 열 전도로 인해 온도가 증가되거나 비임이 쉽게 흡수되는 파장을 갖고, 판독 광선(L2d)은 최고 해상도가 얻어질 수 있는 파장을 갖는 것이 바람직하다. 이 때, 대물 렌즈(13: 도1)의 NA 등이 기록 광선(L2c) 및 판독 광선(L2d)의 파장에 따라 임의로 조정되고, 또한 정보 기록 및 정보 재생 시에, 기록 광선(L2c) 및 판독 광선(L2d)에 대해 최적화된 2개의 대물 렌즈가 교환 사용될 수 있는 것이 바람직하다.
또한, 기록 층(101)을 구성하는 광중합형 광중합체에 대해, 그의 성분 등은 가장 바람직한 특징이 초기화 광(L1), 기록 광선(L2c), 및 판독 광선(L2d)의 파장들의 조합 하에서 얻어질 수 있도록, 임의로 조정될 수 있다.
또한, 제2 내지 제4 실시예에서, 기록 및 재생 광원(22, 32)으로부터 방출되는 기록 광선(L22c, L32c, L52c) 및 판독 광선(L22d, L32d, L52d)의 파장은 402 nm로 설정되지만, 기록 층(121, 131, 151) 내의 목표 위치 부근의 온도를 효율적으로 증가시킴으로써 공동이 적절하게 형성되도록 다른 파장을 사용하는 것이 가능하다.
또한, 전술한 제1 실시예에서, 초기화 광(L1), 기록 광선(L2c), 및 판독 광선(L2d)은 각각 광학 정보 기록 매체(100)의 기부판(102) 측으로부터 조사되지만, 본 발명은 이에 제한되지 않고, 각각의 광 또는 비임은 초기화 광(L1)이 기부판(103) 측으로부터 조사되는 바와 같이 각 측면으로부터 조사될 수 있다. 이는 제2 내지 제4 실시예의 초기화 광원(81)에도 적용된다.
또한, 전술한 제1 실시예에서, 기록 층(101)의 두께("t1": 도2)는 대략 0.3 mm로 설정되고, 표시 기록 층 내의 기록 표시(RM)들 사이의 간격은 3 ㎛로 설정되고, 표시 기록 층들 사이의 간격은 대략 15 ㎛로 설정되고, 17개의 층들이 중첩되지만, 본 발명은 이에 제한되지 않고, 기록 층(101)의 두께("t1")는 대략 1.0 mm로 설정될 수 있고, 표시 기록 층 내의 기록 표시(RM)들 사이의 간격은 5 ㎛로 설정될 수 있고, 표시 기록 층들 사이의 간격은 대략 20 ㎛로 설정될 수 있고, 50개의 층들이 중첩될 수 있고, 즉 각각의 값은 기록 층(101)의 두께("t1"), 기록 층(101) 내에 형성된 기록 표시(RM)의 크기, 광중합형 광중합체의 다양한 광학 특징, 대물 렌즈(13)의 광학 특징 등에 따라 임의로 조정될 수 있다.
또한, 전술한 제2 내지 제4 실시예에서, 기록 층(121, 131, 151)은 기록 표시(RM)를 형성하지만, 본 발명은 이에 제한되지 않고, 제1 실시예와 유사하게, 목표 위치를 "xy" 평면 내에서 적합하게 변화시킴으로써, 기록 표시(RM)가 평면 내에서 정렬된 표시 기록 층이 형성된다. 또한, 목표 위치의 "z" 방향의 위치 (즉, 표면으로부터의 깊이)를 점진적으로 변화시킴으로써, 기록 표시는 다층으로 형성된 다. 이러한 경우에, 기록 층(121, 131, 151)의 두께("t21", "t31")는 형성되는 층의 수에 따라 적합하게 조정된다.
또한, 전술한 제1 실시예에서, 광학 정보 기록 매체(100)는 테이블(4) 상에 고정되고, 광학 픽업(5)을 "x" 방향, "y" 방향, 및 "z" 방향으로 변위시킴으로써, 기록 표시(RM)는 기록 층(101) 내의 임의의 위치를 목표 위치로 설정함으로써 형성되지만, 본 발명은 이에 제한되지 않고, 광학 정보 기록 매체(100)를 콤팩트 디스크(CD) 또는 디지털 다기능 디스크(DVD)와 같은 광학 디스크로서 구성함으로써, 정보는 광학 디스크를 회전시키고 광학 픽업(5)을 "x" 방향 및 "z" 방향으로 변위시킴으로써 기록 및 재생될 수 있다. 이러한 경우에, 트래킹 제어, 포커싱 제어 등을 수행하기 위해, 기부판(102)과 기록 층(101)의 경계에 홈 또는 피트에 의해 구성된 트랙을 형성하는 것이 바람직하다. 이는 제2 내지 제4 실시예의 초기화 광원(81)에도 적용된다.
또한, 전술한 실시예에서, 광학 정보 기록 매체(100)의 기록 층(101)은 대략 30 내지 80 mm로 설정된 하나의 면을 가지며, 대략 0.3 내지 1 mm로 설정된 두께("t1")를 갖는, 정사각형 판 또는 직사각형 판의 형태이지만, 본 발명은 이에 제한되지 않고, 임의의 치수가 채용될 수 있거나, 직사각형 중실체 또는 다양한 치수의 디스크와 같은 다양한 형상이 채용될 수 있다. 이러한 경우에, "z" 방향으로의 두께("t1")가 기록 광선(L2c) 및 판독 광선(L2d)의 투과 계수 등을 고려하여 결정되는 것이 바람직하다. 이는 제2 내지 제4 실시예에도 적용된다.
따라서, 기부판(102, 103)의 형상은 정사각형 판 또는 직사각형 판으로 제한 되지 않고, 다양한 형상이 기록 층(101)의 형상에 따라 채용될 수 있다. 또한, 기부판(102, 103)의 재료는 유리로 제한되지 않으며, 폴리카보네이트 등일 수 있고, 초기화 광(L1), 기록 광선(L2c), 판독 광선(L2d), 및 복귀 광선(L3)이 높은 투과 계수로 투과될 수 있는 한, 임의의 재료가 채용될 수 있다. 또한, 원하는 강도가 기록 층(101) 자체만을 사용하여 얻어질 수 있는 경우에, 기부판(102, 103)은 광학 정보 기록 매체(100)로부터 생략될 수 있다. 이는 제2 내지 제4 실시예에도 적용된다.
또한, 전술한 실시예에서, 광학 정보 기록 매체(121, 131, 151)는 기록 층으로서 기록 층(120, 130, 150)에 의해 구성되지만, 본 발명은 이에 제한되지 않고, 광학 정보 기록 매체는 다른 다양한 구성의 기록 층에 의해 구성될 수 있다.
본 발명은 비디오 콘텐츠, 오디오 콘텐츠 등과 같은 다량의 정보를 광학 디스크와 같은 기록 매체로 그리고 그로부터 기록 및 재생하는 광학 디스크 장치에 적용될 수 있다.
다양한 변형, 조합, 하위 조합, 및 변경이 첨부된 청구범위 또는 그의 등가물의 범주 내에 있는 한, 설계 요건 및 다른 인자에 따라 발생할 수 있다는 것이 당업자에 의해 이해되어야 한다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학 정보 기록 및 재생 장치의 구성을 표시하는 개략도.
도2a 및 도2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학 정보 기록 매체의 구성을 표시하는 개략도.
도3a 내지 도3c는 광학 정보 기록 매체를 초기화하고, 본 발명의 제1 실시예에 따라 정보를 기록 및 재생하는 공정을 설명하기 위한 개략도.
도4는 기록 광선을 집광시키는 시점에서의 광학 정보 기록 매체 내의 온도 분포를 표시하는 개략도.
도5a 내지 도5c는 본 발명의 제1 실시예에 따라 복귀 광선을 수신하는 상태를 표시하는 개략도.
도6a 및 도6b는 복귀 광선의 신호 강도 분포를 표시하는 개략도.
도7a 내지 도7c는 각각의 층(1) 내의 복귀 광선의 신호 강도 분포를 표시하는 개략도.
도8a 및 도8b는 각각의 층(2) 내의 복귀 광선의 신호 강도 분포를 표시하는 개략도.
도9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학 정보 기록 및 재생 장치의 구성을 표시하는 개략도.
도10a 내지 도10c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학 정보 기록 매체의 구성을 표시하는 개략도.
도11은 초기화 장치의 구성을 표시하는 개략도.
도12a 및 도12b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 정보의 기록 및 재생을 설명하기 위한 개략도.
도13a 및 도13b는 본 발명의 제2 실시예에 따라 복귀 광선을 수신하는 상태를 표시하는 개략도.
도14는 기록 표시의 단면 SEM 영상.
도15a 및 도15b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 각각의 층(1) 내에서의 복귀 광선의 신호 강도 분포를 표시하는 개략도.
도16a 및 도16b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 각각의 층(2) 내에서의 복귀 광선의 신호 강도 분포를 표시하는 개략도.
도17은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광학 정보 기록 및 재생 장치의 구성을 표시하는 개략도.
도18a 및 도18b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광학 정보 기록 매체의 구성을 표시하는 개략도.
도19a 및 도19b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 정보의 기록 및 재생을 설명하기 위한 개략도.
도20a 및 도20b는 본 발명의 제3 실시예에 따라 복귀 광선을 수신하는 상태를 표시하는 개략도.
도21a 및 도21b는 비교를 위해 광학 정보 기록 매체로부터 복귀 광선을 수신하는 상태를 표시하는 개략도.
도22a 및 도22b는 본 발명의 제4 실시예에 따라 복귀 광선을 수신하는 상태를 표시하는 개략도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 광학 정보 기록 및 재생 장치
100 : 광학 정보 기록 매체
101 : 기록 층
L1 : 초기화 광
L2c : 기록 광선
L2d : 판독 광선
L3 : 복귀 광선
RM : 기록 표시

Claims (5)

  1. 정보 기록 시에, 소정의 초기화 광이 조사되어 수지가 경화된 후에, 소정의 초기화 광을 집광시켜서 기록 광의 초점 부근의 온도를 증가시킴으로써 기록 표시인 공동을 형성하고, 정보 재생 시에, 소정의 판독 광의 조사에 따른 복귀 광에 기초하여 정보를 재생하기 위해, 광중합 특성 또는 광가교화 특성 또는 이들 특성 모두를 구비한 수지로 만들어진 기록 층을 포함하는 광학 정보 기록 매체.
  2. 제1항에 있어서, 기록 층은 그의 수지 내에, 유기 금속 화합물, 무기 금속 화합물, 또는 이들 모두를 함유하는 광학 정보 기록 매체.
  3. 제2항에 있어서, 기록 광이 정보 기록 시에 집광될 때, 기록 층은 유기 금속 화합물, 무기 금속 화합물, 또는 이들 모두를 통해, 광화학 반응 또는 광화학 및 열화학 반응을 함으로써 공동을 형성하는 광학 정보 기록 매체.
  4. 제2항에 있어서, 유기 금속 화합물, 무기 금속 화합물, 또는 이들 모두가 초기화 광에 의해 변성되고, 그 다음 금속 화합물이 형성되고, 그 다음 기록 광이 정보 기록 시에 집광될 때, 기록 층은 금속 화합물을 통해, 광화학 반응 또는 광화학 및 열화학 반응을 함으로써 공동을 형성하는 광학 정보 기록 매체.
  5. 제1항에 있어서, 복수의 공동이 기록 광의 집광 위치를 변화시켜서 기록 층 내에 정보를 기록함으로써 3차원 방향으로 정렬되어 형성되는 광학 정보 기록 매체.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8304167B2 (en) * 2008-07-02 2012-11-06 Sony Corporation Optical information recording medium

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8007982B2 (en) * 2006-12-20 2011-08-30 Sony Corporation Optical information recording medium
JP4577581B2 (ja) * 2007-08-30 2010-11-10 ソニー株式会社 光情報記録媒体
JP4433325B2 (ja) * 2007-12-03 2010-03-17 ソニー株式会社 光情報記録媒体
US20100003617A1 (en) * 2008-07-02 2010-01-07 Sony Corporation Optical information recording medium
JP2011146090A (ja) * 2010-01-14 2011-07-28 Sony Corp 光学ドライブ装置、フォーカスサーボ制御方法
JP2011198427A (ja) * 2010-03-23 2011-10-06 Sony Corp 記録装置、記録方法
JP2011227979A (ja) * 2010-04-02 2011-11-10 Sony Corp 光学ピックアップ、光学ドライブ装置、光照射方法
JP2011216171A (ja) 2010-04-02 2011-10-27 Sony Corp 光学ピックアップ、光学ドライブ装置、光照射方法
JP2011253605A (ja) 2010-05-06 2011-12-15 Sony Corp 符号化装置、符号化方法、記録装置、記録方法、復号装置、復号方法
JP2011238301A (ja) 2010-05-06 2011-11-24 Sony Corp 符号化装置、符号化方法、記録装置、記録方法、光記録媒体、復号装置、復号方法
JP2011254445A (ja) 2010-05-06 2011-12-15 Sony Corp 符号化装置、符号化方法、記録装置、記録方法、復号装置、復号方法
JP2011258272A (ja) 2010-06-09 2011-12-22 Sony Corp 記録装置、記録方法
JP2011258281A (ja) 2010-06-10 2011-12-22 Sony Corp 記録装置、記録方法
JP5541023B2 (ja) 2010-09-13 2014-07-09 ソニー株式会社 対物レンズ、光学ピックアップ、光学ドライブ装置
JP2012069190A (ja) 2010-09-22 2012-04-05 Sony Corp 再生装置、光路長サーボ制御方法
JP2012089198A (ja) 2010-10-19 2012-05-10 Sony Corp 記録装置、制御方法
JP5631692B2 (ja) 2010-10-22 2014-11-26 ソニー株式会社 半導体レーザ装置組立体
JP2012094207A (ja) * 2010-10-26 2012-05-17 Sony Corp 記録装置、スポット位置制御方法
JP5710935B2 (ja) 2010-10-26 2015-04-30 ソニー株式会社 半導体光増幅器組立体
JP2012094219A (ja) 2010-10-28 2012-05-17 Sony Corp 光記録媒体、記録装置
JP2012099198A (ja) 2010-11-05 2012-05-24 Sony Corp 記録装置、記録方法
JP2012104187A (ja) 2010-11-10 2012-05-31 Sony Corp 記録装置
JP2012155816A (ja) 2011-01-28 2012-08-16 Sony Corp ディスクドライブ装置、トラッキングサーボ引込方法
JP2012164405A (ja) * 2011-02-09 2012-08-30 Tdk Corp 多層光記録媒体
US9653108B2 (en) 2012-09-14 2017-05-16 Hitachi, Ltd. Optical recording device, optical recording method, and optical recording medium

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5874187A (en) * 1996-08-15 1999-02-23 Lucent Technologies Incorporated Photo recording medium
US7129006B2 (en) * 1999-07-30 2006-10-31 Research Investment Network, Inc. Optical data storage system and method
WO2001090817A2 (en) * 2000-05-23 2001-11-29 Aprilis, Inc. Data storage medium comprising colloidal metal and preparation process thereof
WO2001096917A2 (en) * 2000-06-15 2001-12-20 3M Innovative Properties Company Multiphoton curing to provide encapsulated optical elements
JP2002282784A (ja) * 2001-03-27 2002-10-02 Nippon Paint Co Ltd 塗膜形成方法及び基材
JP3971333B2 (ja) * 2003-03-31 2007-09-05 Ｔｄｋ株式会社 光記録材料、光記録媒体及びその製造方法、光記録方法、並びに再生方法
JP2006195009A (ja) * 2005-01-11 2006-07-27 Fuji Photo Film Co Ltd ホログラム記録方法、ホログラム記録装置及びホログラム記録媒体
WO2007120630A2 (en) * 2006-04-10 2007-10-25 Abm Associates Llc Activated anaerobic adhesive and use thereof
US8007982B2 (en) 2006-12-20 2011-08-30 Sony Corporation Optical information recording medium
JP4577581B2 (ja) 2007-08-30 2010-11-10 ソニー株式会社 光情報記録媒体

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8304167B2 (en) * 2008-07-02 2012-11-06 Sony Corporation Optical information recording medium

Also Published As

Publication number Publication date
CN101188129A (zh) 2008-05-28
CN101188129B (zh) 2010-09-29
US20080205257A1 (en) 2008-08-28
US7960092B2 (en) 2011-06-14

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