KR20110038599A - 광정보 기록 매체 및 기록 재생장치 - Google Patents

Abstract

원반 형상의 광정보 기록 매체(115)이며, 기판(101)과, 기판상에 적층된 제 1~제 n의 정보층(102~104, n은 3이상의 정수)와, 제 k 정보층과 제 (k+1) 정보층과의 사이에 마련된 제 k 중간층(105~106, k=1, 2,···, n-1)과, 제 n 정보층 상에 마련된 보호층을 구비하고, 보호층 표면(107)으로부터 각각의 정보층(102~104)까지의 두께의 변동폭은 광정보 기록 매체의 중심으로부터 반경 23mm에서 반경 24mm까지의 범위에 있어서 상기 두께의 평균값에 대해서 ±3μm이하이다.

Description

광정보 기록 매체 및 기록 재생장치 {PHOTO-INFORMATION RECORDING MEDIUM AND RECORD-PLAYBACK DEVICE}

본 발명은 기판상에 형성된 박막을 가지고, 음성·영상 등의 정보를 디지털 신호로서 재생 가능하게 기록하는 광정보 기록 매체에 관한 것이다. 광정보 기록 매체에 대한 정보의 기록은 레이저 빔 등의 고에너지 광 빔에 의해 실행 가능하다. 본 발명은 특히, 정보층이 다층화된 것에 의해, 대용량 정보의 기록이 가능한 광정보 기록 매체에 관한 것이다.

근래, 광학적인 정보 기록 방식의 연구가 진행되고 있다. 개발된 광정보 기록 매체는 산업용이나 민생 용도에 넓게 사용되고 있다. 특히, CD나 DVD 등 고밀도로 정보를 기록할 수 있는 광정보 기록 매체가 널리 보급되어 있다. 이러한 광정보 기록 매체는 정보 신호를 나타내는 피트 및 기록 재생광을 트랙킹하기 위한 안내홈 등의 요철 형상이 형성된 투명 기판과, 이 투명 기판상에 적층되고, 금속 또는 열기록이 가능한 다른 재료로 이루어지는 박막과, 이 박막을 대기중의 수분 등으로부터 보호하는 수지층과, 투명 기판을 보호하는 층을 가진다. 광정보 기록 매체에 기록된 정보는 금속 또는 그 외의 재료로 이루어지는 박막으로의 레이저광의 조사, 및 반사광량의 변화의 검출 등에 의해 재생된다.

이러한 광정보 기록 매체의 일반적인 제조 방법은 다음과 같다.

예를 들면 CD의 제조에 있어서는 우선, 스탬퍼(stamper)라고 불리는 금형을 이용하여 기판이 형성된다. 스탬퍼는 그 한 면에 요철 형상을 가진다. 스탬퍼를 이용하는 사출 성형 등의 기술에 의해, 한 면에 요철 형상을 가지는 수지 기판이 형성된다. 「요철 형상」은 「신호패턴」이라고 바꾸어 말할 수 있다. 이 요철 형상상에, 금속 또는 그 외의 박막 재료를 이용한 증착이나 스퍼터링법 등에 의해 정보층이 형성된다. 그 후, 자외선 경화 수지 등을 이용한 코팅에 의해, 보호층이 형성된다.

또한, DVD의 제조에 있어서는, 스탬퍼를 이용하는 사출 형성 등의 기술에 의해, 두께 약 0.6mm의 수지 기판이 형성된다. 이 수지 기판의 요철 형상 상에, 금속 또는 그 외의 박막 재료로 이루어지는 정보층이 형성된다. 그 후, 별도로 준비된 두께 약 0.6mm의 수지 기판이, 자외선 경화 수지 등을 개재하여 정보층과 부착된다.

근래, 이러한 광정보 기록 매체에 있어서, 대용량화에 대한 요망이 높아지고 있다. 그리고, 이 요망에 따라, 광정보 기록 매체의 고밀도화가 도모되어 지고 있다. 전술한 DVD 등에 있어서도, 2층 구조의 광정보 기록 매체가 제안되고 있다. 2층 구조의 광정보 기록 매체에서는 대용량화를 목적으로 하여, 요철 형상을 포함하고, 금속 또는 그 외의 재료로 이루어지는 박막으로 형성되는 정보층이 수십μm의 중간층을 사이에 두고 2개 설치된다.

또한, 근래의 디지털 하이비젼 방송의 보급에 수반하여, DVD보다 더욱 고밀도이며, 또한 대용량의 차세대 광정보 기록 매체가 요구되고 있다. 그 요망에 따라, 블루레이(B1u-ray) 디스크 등의 대용량 매체가 제안되고 있다. 블루레이 디스크에서는 DVD에 비하여, 정보층에 요철 형상으로 형성되는 트랙의 피치가 좁고, 피트의 크기도 작다. 이 때문에, 정보의 기록 및 재생을 행할 때, 레이저광의 스포트를 정보층상에서 작게 줄일 필요가 있다. 블루레이 디스크에 있어서의 정보의 기록 재생에는 405nm라고 하는 단파장의 청자(靑紫) 레이저와, 또한 개구수(NA)가 0.85인 대물렌즈를 구비하는 광학 헤드가 이용된다. 레이저광이 대물렌즈에 의해 좁혀지는 것으로, 레이저광의 스포트(빔 스포트)는 정보층상에서, 작게 좁혀진다. 그러나, 스포트가 작아지면, 빔 스포트의 위치는 디스크의 기울기에 의해 큰 영향을 받는다. 즉, 디스크가 조금이라도 기울면, 빔 스포트에 수차(收差)가 발생하는 것으로, 빔에 왜곡이 발생하여, 기록 및 재생을 할 수 없게 되는 문제가 발생한다. 이 문제를 해결하기 위해, 블루레이 디스크에서는 디스크에 있어서의 레이저 입사측의 보호층의 두께가 0.1mm정도로 얇게 설정되어 있다.

또한, 이와 같이 NA가 높은 대물렌즈를 가지는 광학 헤드를 이용한 기록 재생 시스템에서는, 수차가 정보층 상에 있어서 좁혀지는 레이저광의 질에 크게 영향을 미친다. 이 「수차」는 디스크 최표면으로부터 정보층까지의 두께에 의해 발생하는 구면 수차를 포함한다. 그 때문에, 기록 재생 시스템에는 두께에 의해 발생하는 수차를 보정하는 구성이 마련되어 있다. 예를 들면, 광학 헤드가 조합 렌즈를 이용한 구면 수차 보정부를 가지는 구성이나, 광학 헤드가 액정을 이용한 구면 수차 보정부를 가지는 구성 등이 제안되고 있다.

그런데, 상기 블루레이 디스크와 같은 대용량의 차세대 광정보 기록 매체에도, 새로운 대용량화가 요구되고 있다. 그 요망에 따른 방법의 하나로서, DVD의 경우와 마찬가지로, 정보층의 다층화에 의한 대용량화가 제안되고 있다. 블루레이 디스크에 있어서의 정보층의 다층화를 도모하는 경우, 디스크의 기울기에 의한 영향을 줄이기 위해, 디스크에 있어서의 레이저 입사측의 표면(이하, 간단히「디스크 표면」 또는 「매체 표면」등이라고 칭해지는 일이 있다)으로부터 가장 떨어진 정보층은 단층 구조 매체의 경우와 마찬가지로, 디스크 표면으로부터의 거리가 0.1mm정도가 되도록 배치된다. 그 때문에, 각 정보층은 0.1mm 정도의 두께 중에서, 수μm로부터 수십μm의 중간층으로 불리는 투명층을 정보층 사이에 끼워 적층된다.

다층 구조를 가지는 블루레이 디스크의 일반적인 제조 방법은 다음과 같다. 일례로서 2개의 정보층을 가지는 2층 광정보 기록 매체의 제조 방법은 이하의 (i)-(v)를 포함한다.

(i) 한 면에 요철 형상으로 이루어지는 피트나 안내홈을 가지는 두께 약 1.1mm의 성형 수지 기판상에 금속 박막이나 열기록이 가능한 박막 재료에 의해, 제 1의 정보층을 형성하는 것,

(ii) 수μm로부터 수십μm의 두께를 가지고, 정보층과 이 정보층에 인접하는 정보층을 멀리하는 중간층을, 상기 기판의 정보층 상에 형성하는 것,

(iii) 그 중간층 상에, 한 면에 피트나 안내홈 등의 요철 형상을 가지는 스탬퍼를 압압하는 것으로써, 피트 및 안내홈을 중간층 상에 전사하는 것,

(iv) 피트 및 안내홈에 조사되는 레이저광의 파장에 대해서 반투명의, 금속 박막 또는 열기록이 가능한 박막 재료에 의해 제 2 정보층을 형성하는 것, 및

(v) 제 2 정보층을 보호하는 보호층을 제 2 정보층 상에 형성하는 것.

3개 이상의 정보층을 가지는 기록 매체는 중간층의 형성(ii)으로부터 제 2 정보층의 형성(iv)까지를 수차례 반복하여 복수의 정보층을 순서대로 적층해 나가는 것으로 제조된다.

다층 구조를 가지는 블루레이 디스크에서는 디스크의 기울기에 의한 영향을 줄이기 위해, 전술한 바와 같이, 모든 정보층이 0.1mm정도의 두께 중에 마련된다. 그 때문에, 도 2에 도시하는 바와 같이, 디스크에 있어서의 레이저광 입사측의 표면으로부터, 이 표면으로부터 가장 떨어진 제 1 정보층(202)까지의 거리가 0.1mm정도로 제한된다. 그 외의 정보층은 디스크 표면 측을 향하여 적층된다.

이러한 다층 구조 매체로서는 2층 구조 매체가 잘 알려져 있지만, 3층 이상의 구조도 제안되어 있다.

이와 같이 정보층을 복수 가지는 광정보 기록 매체에서는, 읽어내야 할 신호를 기록하는 정보층에 레이저광의 초점이 맞추어졌을 때, 그 외의 정보층 또는 다른 층에서도 광이 반사된다. 이렇게 하여 발생한 반사광은 정보의 기록 재생에 기여하지 않는다. 이와 같이 정보의 기록 재생에 기여하지 않는 광은 미광(stray light)으로 불린다. 다른 한편, 기록 재생의 대상인 정보층으로부터의 반사광은 정보광으로 불린다. 미광이, 어느 쪽의 정보층을 통해서 다중 반사하고, 정보광과 동일 광로로 광학 헤드에 되돌아 왔을 경우, 정보광과 미광과의 간섭에 의해, 큰 광량 변동이 발생한다. 특히, 3개 이상의 정보층을 가지는 다층 구조 매체에서는 이러한 간섭에 의한 문제가 현저하게 나타난다. 이러한, 읽어내야 할 정보광과 미광과의 간섭에 의한 광량 변동은 백 포커스 과제로 불린다. 이 백 포커스 과제를 제외하기 위해서, 여러가지 검토가 이루어지고 있다.

예를 들면, 특허 문헌 1에는 5개의 신호면을 가지고, 디스크의 기판(substrate)으로부터 떨어진 신호면 만큼 인접하는 신호면과의 사이의 거리가 작아지도록 또는 커지도록 각 신호면이 배치된 디스크가 기재되어 있다.

또한, 특허 문헌 2에는 3개 이상의 정보층을 가지는 다층 구조 매체에 있어서, 각 정보층 사이에 있어서의 크로스토크(층간 크로스토크)의 영향을 제외하는 것을 목적으로 한 구성이 기재되어 있다. 특허 문헌 2의 구성에서는 각 중간층의 두께가 서로 차이가 난다. 특허 문헌 2에는 특히, 정보층이 4개 있는 4층 구조 매체이며, 기록 재생광 입사측에서 보아 가장 안쪽의 제 1 중간층과, 빔의 입사 측을 향하여 순서대로 적층된 제 2 중간층 및 제 3 중간층을 가지는 매체가 기재되어 있다. 이 매체에서는 제 2 정보층이 가장 두껍다.

특허 문헌 1:일본국 공개 특허 2001-155380호 공보 특허 문헌 2:일본국 공개 특허 2004-213720호 공보

도 3a는 백 포커스 과제를 발생시키는 상술의 패턴을 도시한다.

도 3a의 디스크(311)는 3층 디스크이다. 디스크(311)는 기판(300), 제 1~제 3 정보층(321~323), 제 1 및 제 2 중간층(331~332), 및 보호층(340)을 구비한다. 제 1~제 3 정보층(321~323)은 기판(300)상에 이 순서대로 적층된다. 제 1 중간층(331)은 제 1 정보층(321)과 제 2 정보층(322)과의 사이에 배치되고, 제 2 중간층(332)은 제 2 정보층(322)과 제 3 정보층(323)과의 사이에 배치된다. 보호층(340)은 제 3 정보층(323) 상에 배치된다. 레이저광은 디스크(311)에 대해서, 보호층(340) 측으로부터 조사된다.

디스크(311)에서는 제 1 중간층(331)의 두께가, 제 2 중간층(332)의 두께와 같다. 따라서, 레이저광이 제 1 정보층(321)에 포커싱(focus) 될 때, 레이저광이 제 2 정보층(322)에서 반사되는 것에의해 발생한 미광(302)은 제 3 정보층(323)에 포커싱된다. 그 결과, 미광(302)이 제 1 정보층(321)으로부터의 정보광(301)과 거의 동일한 광로로 되돌아 온다. 그 결과, 백 포커스 과제가 발생한다.

전술한 바와 같이, 이 백 포커스 과제를 해결하기 위해서, 2개의 중간층의 두께를 서로 다르게 하는 것이 제안되고 있다.

도 3b의 디스크(312) 및 도 3c의 디스크(313)도, 도 3a의 디스크(311)와 같이, 제 1~제 3 정보층(321~323)을 가지는 3층 디스크이다. 디스크(312)에서는 제 1 중간층(331)이 제 2 중간층(332)보다 두껍고, 디스크(313)에서는 제 2 중간층(332)이 제 1 중간층(331)보다 두껍다.

그런데, 이와 같이 중간층의 두께가 서로 다른 디스크에 있어서도, 백 포커스 과제가 발생하는 것이 분명해졌다.

도 3b의 디스크(312)에서는 제 1 정보층(321)에 레이저광이 포커싱될 때, 제 2 정보층(322)에서의 반사로 발생한 미광(304)이 보호층(34O)의 표면에 포커싱된다. 미광(304)은 제 1 정보층(321)으로부터의 정보광(303)과 거의 같은 광로로 되돌아 온다.

또한, 도 3c에서는 제 1의 정보층(321)에 레이저광이 포커싱될 때, 제 2의 정보층(322) 또는 제 3 정보층(323)에서 반사된 미광(306 및 307)은 어느 쪽의 정보층 또는 보호층 표면에 있어서도 포커싱되지 않지만, 정보광(305)과 거의 같은 광로로 되돌아 온다.

이들 도 3b 및 도 3c의 패턴에 있어서도, 도 3a의 패턴과 마찬가지로, 큰 광량 변동이 발생한다.

그런데, 2층 매체나 3층 매체 등의 제조에 있어서, 각 정보층을 멀리하는 중간층이나 보호층의 형성에는, 자외선 경화성 수지 등을 이용한 스핀 코트법이 일반적으로 이용된다. 그러므로, 중간층 및 보호층의 매체 전면(全面)에 있어서의 두께 분포에 대해서는 로트간의 불균일을 포함하면, 적어도 ±3μm 정도의 폭이 허용되는 것이 요구된다.

또한, 3층 구조를 가지는 블루레이 디스크에 대해서도 현재 시판되고 있는 단층 또는 2층의 블루레이 디스크와의 호환성이 요구된다.

그러므로, 디스크 표면으로부터 가장 떨어진 정보층으로부터 보호층 표면(디스크 표면)까지의 두께는 약 100μm로 제한된다.

이러한 매체 제조상의 제한을 고려하면, 특허 문헌 1 또는 특허 문헌 2에 개시되어 있는 매체에서는 완전하게 백 포커스 과제를 전부 배제할 수 없는 것을 알았다.

본 발명은 현재 시판되고 있는 단층 또는 2층의 광정보 기록 매체와의 호환성을 확보하고, 또한 제조상의 마진을 고려하면서, 백 포커스 과제를 저감할 수 있는 광정보 기록 매체 및 기록 재생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제 1의 측면과 관련된 광정보 기록 매체는 원반 형상의 광정보 기록 매체로서, 기판과, 기판상에 적층된 제 1~제 n 정보층과(n는 3이상의 정수)와, 제 k 정보층과 제 (k+1) 정보층의 사이에 마련된 제 k 중간층과 (k=1, 2,···, n-1), 제 n 정보층상에 설치된 보호층을 구비하고, 상기 보호층 표면으로부터 각각의 상기 정보층까지의 두께의 변동폭은, 상기 광정보 기록 매체의 중심으로부터 반경 23mm에서 반경 24mm까지의 범위에 있어서의 상기 두께의 평균값에 대해서 ±3μm이하이다.

또한, 상기 광정보 기록 매체에 정보를 기록하고, 및/또는 상기 광정보 기록 매체에 기록된 정보를 재생하는 장치로서는, 파장 400nm 이상 410m 이하의 레이저 광원과, NA 0.85±0.01의 대물렌즈와, 보호층의 표면으로부터, 제 1~제 n의 정보층 중 레이저광이 조사되는 정보층까지의 두께에 따라 구면 수차를 보정하는 구면 수차 보정부를 구비하는 기록 재생장치를 열거할 수 있다.

본 발명에 의하면, 3개 이상의 정보층을 가지는 다층 광정보 기록 매체에 있어서, 중간층이나 보호층을 제작하기 위해서 충분한 프로세스 마진이 확보된다. 또한, 본 발명에 의하면, 다층 광정보 기록 매체에 있어서, 종래의 단층 광정보 기록 매체 및 2층 광정보 기록 매체와의 호환성이 확보되고, 더욱이 층간 크로스토크의 영향이 경감되는 것과 함께, 백 포커스 과제의 해소도 가능해진다.

도 1a는 3층 디스크 구조의 일례를 도시하는 단면도이며,
도 1b는 3층 디스크 구조의 일례를 도시하는 평면도이며,
도 2는 다층 디스크 구조의 일례를 도시하는 단면도이며,
도 3a는 백 포커스 과제의 발생 패턴을 도시하는 도면이며,
도 3b는 백 포커스 과제 발생의 다른 패턴을 도시하는 도면이며,
도 3c는 백 포커스 과제 발생의 또 다른 패턴을 도시하는 도면이며,
도 4는 디스크의 제작 매수와 제 2의 중간층의 두께의 면내 두께 분포와의 관계를 도시하는 도면이며,
도 5는 도포 장치 주변의 온도와 제 2의 중간층의 두께의 면내 평균값과의 관계를 도시하는 도면이며,
도 6은 보호층 표면으로부터 각 정보층까지의 두께의 불균일를 도시하는 도면이며,
도 7은 층 두께의 검토에 이용된 2층 디스크의 구조를 도시하는 도면이며,
도 8은 중간층의 두께와 재생 신호의 특성과의 관계를 도시하는 도면이며,
도 9는 층간 두께의 차이에 대한 재생 신호의 진폭을 도시하는 도면이며,
도 10은 두께 변동과 수차와의 관계를 도시하는 도면이며,
도 11은 보호층의 두께와 SER과의 관계를 도시하는 도면이며,
도 12a는 3회 반사에 의한 백 포커스 과제의 일례를 도시하는 도면이며,
도 12b는 3회 반사에 의한 백 포커스 과제의 다른 예를 도시하는 도면이며,
도 12c는 5회 반사에 의한 백 포커스 과제의 또 다른 예를 도시하는 도면이며,
도 13은 정보 광량에 대한 미광량비와 재생 신호 진폭의 변동폭과의 관계를 도시하는 도면이며,
도 14는 백 포커스 과제 발생 패턴의 일례를 도시하는 도면이며,
도 15a는 보호층의 두께가 두꺼운 디스크에 있어서의 재생 신호 파형(간섭이 일어나지 않은 상태)이며,
도 15b는 보호층의 두께가 얇은 디스크에 있어서의 재생 신호 파형(간섭이 일어나고 있는 상태)이며,
도 16은 정보광의 광로 길이와 미광의 광로 길이와의 비교 결과를 도시하는 도면이며,
도 17은 광학 헤드 구성의 일례를 도시하는 도면이며,
도 18은 다층 디스크의 구성예를 도시하는 단면도이며,
도 19는 단층 디스크의 구성예를 도시하는 단면도이며,
도 20은 2층 디스크의 구성예를 도시하는 단면도이며,
도 21은 3층 디스크의 구성예를 도시하는 단면도이며,
도 22는 4층 디스크의 구성예를 도시하는 단면도이며,
도 23은 디스크의 물리적 구성을 도시하는 단면도이며,
도 24는 25GB의 BD의 트랙의 예를 도시하는 도면이며,
도 25는 25GB의 BD보다 고기록 밀도의 디스크에 있어서의 트랙의 예를 도시하는 도면이며,
도 26은 트랙 및 트랙상에 기록된 마크열에 조사되는 레이저광을 도시하는 평면도이며,
도 27은 기록 용량이 25GB인 디스크에 있어서의 OTF와 공간 주파수와의 관계를 도시하는 도면이며,
도 28은 최단 마크(2T)의 공간 주파수가 OTF 컷오프 주파수보다 높고, 또한, 2T의 재생 신호 진폭이 O인 경우의, 신호 진폭과 공간 주파수와의 관계를 도시하는 도면이다.

이하에, 본 발명의 실시 형태를, 도면을 참조하여 설명한다.

〔1. 3층 디스크 구조의 개요〕

도 1a는 본 발명의 제 1 실시 형태에 있어서의 디스크(광정보 기록 매체, 3층 디스크,(115))의 단면, 및 상기 디스크(115)에 정보를 기록하고 및/또는 디스크(115)로부터 정보를 읽어내는 장치의 일부를, 모식적으로 도시한다.

또한, 본 명세서에 있어서, 문언 「광정보 기록 매체」는 DVD, CD, 블루레이 디스크 등의 각종 기록 매체를 포함한다. 「디스크」는 원반 형상의 기록 매체이다. 본 명세서에 있어서는 종래 기술에 대한 기재를 제외하고, 「광정보 기록 매체」가, 단순히 「기록 매체」, 「매체」, 「광디스크」, 또는 「디스크」 등으로 칭하여지는 일이 있다. 즉, 이하의 기술(記述)에 있어서, 이러한 문언은 서로 치환가능한 경우가 있다.

디스크(115)는 외부 지름이 120mm, 두께가 1.2mm의 원반 형상의 광정보 기록 매체이다. 또한, 이러한 수치는 변경 가능하다.

도 1a에 도시하는 바와 같이, 디스크(115)는 기판(101), 제 1~제 3 정보층((102~104)), 제 1 및 제 2 중간층((105~106)), 및 보호층(107)을 가진다. 또한, 후술하는 바와 같이, 제 1~제 3 정보층((102~104))은 추기(追記)형의 정보층이다. 즉, 디스크(115)는 3층의 정보층을 가지는 추기형의 광정보 기록 매체이다. 제 1~제 3 정보층(102~104)은 서로 구별되지 않는 경우에는, 단순히 「정보층」이라고 표기되는 일이 있다. 제 1~제 2 중간층(105~106)에 있어서도 마찬가지로, 단지 「중간층」이라고 표기되는 일이 있다.

기판(101)은 수지(예를 들면, 폴리카보네이트제 수지)로 이루어지고, 두께는 약 1.1mm이다. 기판(101)의 한 면에는 요철 형상으로 이루어지는 안내홈이 형성되어 있다.

제 1~제 3 정보층(102~104)은 추기형 상변화 재료를 포함한다. 추기형 상변화 재료란, 기록 재생광의 조사에 의한 열에 의하여, 광학 특성이 다른 2개 이상 상태 사이를 취할 수 있는 재료이다. 추기형 상변화 재료로서는, 그 반응이 불가역적으로 변화할 수 있는 재료가 바람직하다. 추기형 상변화 재료로서는, 예를 들면, O 및 M(단, M는 Te, Al, Si, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, In, Sn, Sb, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Bi로부터 선택되는 1개 또는 복수의 원소)를 함유하는 재료가 바람직하다. 또한, 제 1~제 3 정보층(102~104)은 이러한 재료와 거기에 적층된 유전체 재료를 가지는 구조라도 좋다. 단, 정보층에 포함되는 재료는 이러한 재료에만 한정되는 것은 아니다. 또한, 추기형 상변화 재료는 1회만 기록을 행할 수 있는 재료라도 좋고, 반복 기록을 행할 수 있는 재료라도 좋다.

또한, 본 발명은 재생 전용 매체에도 적용 가능하다. 즉, 정보층의 어느 하나 또는 전부는 Ag 또는 Al합금 등의 금속 반사막이어도 좋다. 또한, 여기서 열거한 반사막의 재료는 재생 전용 매체의 정보층의 재료의 일례에 지나지 않고, 다른 재료로 치환가능하다.

제 1 정보층(102)은 기판(101)의 2개의 면 가운데, 요철 형상이 형성된 측의 면상에 배치된다. 제 2 정보층(103)은 제 1 중간층(105)을 사이에 두고 제 1 정보층(102) 상에 배치된다. 제 3 정보층(104)은 제 2 중간층(106)을 사이에 두고 제 2의 정보층(103) 상에 배치된다.

제 2의 정보층(103) 및 제 3의 정보층(104)은 레이저광을 반사시킴과 함께, 레이저광 입사측에서 보아 안쪽의 정보층에 레이저광을 투과시키지 않으면 안 된다. 따라서, 제 2 정보층(103) 및 제 3 정보층(104)은 레이저광에 대해서 반투명의 박막 재료에 의해 구성되어 있다.

또한, 제 1~제 3 정보층(102~104)의 광의 투과율 및 반사율은 반사되어 광학 헤드(116)로 되돌아오는 광량이 각 정보층에서 거의 같은 정도가 되도록, 설정되어 있다. 즉, 제 1 정보층(102), 제 2 정보층(103), 제 3 정보층(104)의 순서로, 광의 투과율이 높아지도록, 각 층을 구성하는 재료가 선택된다. 즉, 제 1 정보층(102) 보다 제 2 정보층(103)이 광의 투과율이 높고, 제 2 정보층(103) 보다 제 3 정보층(104)이 광의 투과율이 높다.

또한, 「반투명」이란, 이와 같이, 각 정보층에의 정보의 기록 및/또는 각 정보층으로부터의 기록의 재생이 가능한 정도의 광의 투과율이면 좋고, 구체적인 수치로 한정되는 것은 아니다.

제 1~제 2 중간층(105~106)은 투명한 수지로 이루어진다. 수지로서는 예를 들면 자외선 경화성 수지가 이용된다. 제 1의 중간층(105)은 제 1 정보층(102)과 제 2 정보층(103)과의 사이에 배치되고, 제 2 중간층(106)은 제 2 정보층(103)과 제 3 정보층(104)과의 사이에 배치된다.

보호층(107)은 투명한 수지로 이루어지고, 제 3 정보층(104) 상에 배치된다. 즉, 제 3 정보층(104)은 보호층(107)과 제 2 중간층(106)과의 사이에 배치된다.

이와 같이, 디스크(115)에 있어서는 기판(101) 상에, 제 1 정보층(102), 제 1 중간층(105), 제 2 정보층(103), 제 2 중간층(106), 제 3 정보층(104), 보호층(107)이 순서대로 적층되어 있다. 보호층(107)의 외측면(제 3 정보층(104)과 대향하는 면과는 반대측 면)을 보호층 표면(107a)으로 한다.

중간층(105~106) 및 보호층(107)을 구성하는 수지 재료는 레이저광의 파장에 대해서 대략 투명한 것이 바람직하다. 여기서, 「대략 투명」이란, 바람직하게는 레이저광의 파장에 대해서 90%이상의 투과율을 가지는 것이다. 중간층(105~106) 및 보호층(107)의 재료로서는, 예를 들면, 파장 405nm의 광에 대하여 90%이상의 투과율을 가지는 수지가 바람직하다.

도 1b에 도시하는 바와 같이, 디스크(115)는 원형 모양이며, 리드인(lead-in) 영역(2), 데이터 기록 영역(3), 리드 아웃(lead-out) 영역(4)을 가지고 있다.

리드인 영역(2)에는 디스크의 구조에 관한 정보, 디스크의 기록시에 필요한 정보, 기록 데이터의 관리 정보에 관한 데이터 등이 기록되어 있다. 리드 아웃 영역(4)은 데이터의 기록 종료 위치를 나타내는 영역이다. 데이터 기록 영역(3)은 주정보로서, 예를 들면, 영상, 음성 또는 그 외의 소프트웨어를 기록 가능한 영역이다. 리드인 영역(2)은 통상, 디스크의 내주 영역에 위치한다. 예를 들면, 리드인 영역(2)의 외주단은 통상, 디스크의 중심으로부터 반경 24mm의 위치에 배치된다.

<1-1. 각 부분의 두께>

≪1-1-1. 보호층 표면으로부터 각 정보층까지의 두께》

디스크가 드라이브에 삽입되었을 때, 드라이브는 디스크의 최내주부(반경 23mm에서 24mm의 사이)에 기록되어 있는 관리 정보를 먼저 읽어들인다. 그때, 드라이브는 반경 23mm에서 24mm의 영역에 있어서, 최적의 구면 수차 보정 및 포커스 오프셋 조정 등을 행하고 나서, 기록 학습을 행한다. 거기서 행한 기록 학습의 결과, 최적의 기록 조건이 결정된다.

이 결정된 기록 조건에 기초하여, 드라이브는 디스크의 그 외의 위치(특히, 데이터 기억 영역)에 있어서, 기록 및/또는 재생을 행한다. 이때, 반경 24mm보다 외주측의 각 영역에 있어서, 보호층 표면으로부터 각 정보층까지의 두께가 반경 23mm에서 24mm까지의 영역에 있어서의 보호층 표면으로부터 각 정보층까지의 두께에 대해서, 크게 다른 경우, 빔이 정확하게 포커싱되지 않기 때문에, 기록 또는 재생의 정밀도에 큰 영향을 미친다. 그 때문에, 보호층 표면으로부터 각 정보층까지의 두께의 변동에 있어서는 디스크의 반경 23mm에서 24mm까지의 영역에 있어서의 보호층 표면으로부터 각 정보층까지의 두께 평균값으로부터 어느 정도의 차이가 허용될 지가 중요해진다.

보호층 표면(107a)으로부터 제 1 정보층(102)까지의 두께(t3)의 변동폭은 (디스크(115)의 반경 23mm로부터 반경 24mm까지의 범위에 있어서의 두께(t3)의 평균값)±3μm이하이다. 또한, 두께(t3)는 「보호층 표면(107a)으로부터 제 1 정보층(102)까지의 거리」라고 바꾸어 말할 수 있다.

보호층 표면(107a)으로부터 제 2 정보층(103)까지의 두께(t4)의 변동폭도, (디스크(115)의 반경 23mm로부터 반경 24mm까지의 범위에 있어서의 두께(t4)의 평균값)±3μm이하이다. 또한, 두께(t4)는 「보호층 표면(107a)으로부터 제 1 정보층(102)까지의 거리」라고 바꾸어 말할 수 있다.

보호층 표면(107a)으로부터 제 3 정보층(104)까지의 두께(t5)의 변동폭도, (디스크(115)의 반경 23mm으로부터 반경 24mm까지의 범위에 있어서의 두께(t5)의 평균값)±3μm이하이다. 또한, 두께(t5)는 「보호층 표면(107a)으로부터 제 1 정보층(102)까지의 거리」라고 바꾸어 말할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는 두께(5)는 보호층(107)의 두께(tc)와 동일하다.

두께(t3~t5)가 전술한 범위에 있는 것으로, 신호의 기록 및 독출에 있어서 높은 정밀도가 실현된다. 이 범위가 도출된 근거 및 디스크(115)의 구체적인 다른 구성에 대해서는 후술한다.

≪1-1-2. 중간층의 두께》

디스크(115) 중의 영역((2~4)) 내의 어느 위치에 있어서도, 제 1 중간층(105)의 두께(t1)는 보호층(107)의 두께(tc)와는 다르고, 또한 제 1 중간층(105)의 두께(t1)와 보호층(107)의 두께(tc)와의 차이는 1μm이상인 것이 바람직하다.

제 2 중간층(106)도 마찬가지이다. 즉, 영역(2~4) 내의 어느 위치에 있어서도, 제 2 중간층(106)의 두께(t2)는 보호층(107)의 두께(tc)와는 다른 것이 바람직하다.

또한, 영역(2~4) 내의 어느 위치에 있어서도, 제 2 중간층(106)의 두께(t2)와 보호층(107)의 두께(tc)와의 차이는 1μm이상인 것이 바람직하다.

또한, 영역(2~4) 내의 어느 위치에 있어서도, 각 중간층끼리의 두께의 차이는 1μm이상인 것이 바람직하다.

또한, 영역(2~4) 내의 어느 위치에 있어서도, 각 중간층 및 보호층 중의 하나의 층과, 상기 층을 제외한 다른 층의 합계와의 차이가 1μm이상인 것이 바람직하다. 예를 들면, 모든 중간층의 두께의 합계(t1+t2)와, 보호층(107)의 두께(tc)와의 차이가 1μm이상인 것이 바람직하고, 제 2 중간층(106)의 두께(t2) 및 보호층(107)의 두께(tc)의 합계와, 제 1 중간층(105)의 두께(t1)와의 차이가 1μm이상인 것이 바람직하다.

즉, 디스크(115)에 있어서, 영역(2~4) 내의 어느 위치에 있어서도, 이하 (a)~(e)의 조건 중, 적어도 1개, 많게는 2개 이상이 만족되는 것이 바람직하고, 더욱이 전부가 만족되는 것이 바람직하다.

┃t1-tc┃≥1μm (a)

┃t2-tc┃≥ 1μm (b)

┃t1-t2┃≥ 1μm (c)

┃(t1+t2)-tc┃≥ 1μm(d)

┃t1-(t2+tc)┃≥ 1μm(e)

또한, 본 실시 형태에서는 「광을 이용한 정보의 재생이 가능한 영역」의 일례로서, 영역(2~4)을 열거할 수 있다. 「광을 이용한 정보의 재생이 가능한 영역」이란, 「재생 가능한 정보가 기록되어 있는 영역」이라고 표현되어도 좋고, 「신호를 재생 가능하게 기록할 수 있는 영역」이라고 표현되어도 좋다.

이러한 식이 도출된 구체적인 경위에 대해서는, 및 디스크(115)의 다른 구성에 대해서는 후술한다.

〔2. 디스크의 제조 방법〕

본 실시 형태의 디스크(115)의 제조 방법으로서는 전술한 (i)~(v)를 포함하는 방법이 매우 적합하게 이용된다.

예를 들면, 제 1 중간층(105) 및 제 2 중간층(106)은

- 자외선 경화성 수지를 제 1 정보층(102) 또는 제 2 정보층(103) 상에 도포하는 것

- 이 수지에 요철 형상으로 이루어지는 안내홈을 가지는 스탬퍼를 압압하는 것

- 수지를 경화시키는 것,

- 스탬퍼를 박리 하는 것

에 의해, 형성 가능하다. 이 방법에 따라, 요철 형상이 수지 표면에 전사 된다.

보호층(107)도 정보층상에 자외선 경화성 수지를 도포하는 것에 의해 형성된다.

〔3. 기록 재생장치〕

<3-1. 기록 재생장치의 개요>

이하에서는, 기록 재생장치의 일례로서 기록 및 재생의 양쪽 모두가 가능한 장치에 대해 설명한다.

단, 「기록 재생장치」란, 기록 및/또는 재생을 행하는 장치이며, 재생만을 행하는 장치, 기록만을 행하는 장치, 양쪽 모두를 행하는 장치의 어느 쪽이라도 좋다.

도 1a에 도시하는 바와 같이, 기록 재생장치는 광학 헤드(116)를 구비하고, 필요에 따라서 도시하지 않은 모터 등의 구동장치, 제어장치, 및 처리 장치 등을 더 구비한다.

<3-2. 광학 헤드>

광학 헤드(116)는 대물렌즈(108), 수차 보정부(110), 광원(111), 편광 빔분할기(112), 및 광검출기(114)를 가진다.

광원(111)으로서는 파장 405nm의 반도체 레이저가 매우 적합하게 이용된다. 대물렌즈(108)로서는 NA가 0.85인 렌즈가 이용된다. 수차 보정부(110)는 2매 이상의 렌즈를 포함한 조합 렌즈에 의해 구성되어 있어도 좋고, 콜리메이트 렌즈에 의해 구성되어도 좋고, 액정 등의 요소를 포함하고 있어도 좋다.

광원(111)으로부터 출사된 레이저광(109)은 수차 보정부(110)를 지나, 편광 빔분할기(112)에 들어간다. 편광 빔분할기(112)를 통과한 레이저광(109)은 대물렌즈(108)에 의해, 정보층(102~104)의 어느 것에 있어서, 초점이 합쳐진다. 정보층으로부터의 반사광은 편광 빔분할기(112)를 지나, 광검출기(114)에서 검출된다.

기록 재생장치의 처리 장치는 광검출기(114)의 광전 변환에 의해 출력된 신호로부터, 정보를 읽어낸다. 또한, 기록 재생장치의 제어장치는 레이저광에 의해 디스크(115)에 정보를 기록한다.

이와 같이, 기록 재생장치는 광을 디스크에 조사하는 것으로, 신호의 기록 및/또는 재생을 행한다. 본 명세서에서는 광으로서, 특히, 레이저광을 열거할 수 있지만, 「레이저광」은 「기록광」, 「재생광」, 「기록 재생광」 등의 문언과, 서로 치환 가능하다. 「기록광」은 특히 정보의 기록에 이용되는 광을, 「재생광」은 특히 정보의 재생에 이용되는 광을, 「기록 재생광」은 기록광 및/또는 재생광으로서 이용되는 광을 의미한다. 기록 재생장치가 기록 매체에 조사하는 광이 「기록 재생광」이라고 칭해지는 일이 있다. 또한, 「레이저광」은 「빔」이라고 표현되는 일도 있다.

도 17을 참조하여, 광학 헤드의 일례에 대해 보다 구체적으로 설명한다. 또한, 도 17에 있어서의 디스크(1701)로서는, 본 명세서에 서술하는 각종 기록 매체(디스크(115) 등)가 적용 가능하다. 또한, 기록 재생장치로서의 기본 구성은 도 1에 도시하는 대로이며, 이하의 구성에는 한정되는 것은 아니다.

도 17에 도시하는 바와 같이, 광학 헤드(1702)는 광원(1703), 콜리메이트 렌즈(1705), 편광 빔분할기(1706), 4분의 1 파장판(1707), 대물렌즈(1708), 조리개(Aperture)(1709), 실린드리컬 렌즈(1711), 광검출기(1712)를 가진다.

광원(1703)은 파장이 405nm의 직선 편광의 발산 빔인 레이저광(1704)을 출사한다. 광원(1703)으로부터 출사된 레이저광(1704)은 초점거리(f1)가 18mm인 콜리메이트 렌즈(1705)에서 평행광으로 변환된 후, 편광 빔분할기(1706)를 투과한다. 그 후, 레이저광(1704)은 4분의 1 파장판(1707)을 투과하는 것으로, 원편광으로 변환된다. 변환 후의 레이저광(1704)은 초점거리(f2)가 2mm의 대물렌즈(1708)에 의해 수속 빔으로 변환되고 디스크(1701)에 집광된다.

대물렌즈(1708)의 개구는 조리개(1709)에 의해 제한된다. 본 형태에서는 개구수 NA는 0.85이다. 또한, 도시하지 않은 스텝핑 모터 등으로 구성되는 수차 보정 제어부가, 정보층에서 구면 수차가 거의 0mλ가 되도록, 콜리메이트 렌즈(1705)의 광축 방향의 위치를 조정한다.

정보층에서 반사된 빔은 대물렌즈(1708)를 투과한다. 그 후, 빔은 4분의 1 파장판(1707)을 투과하는 것으로, 왕로와는 90도 다른 직선 편광으로 변환된다. 직선 편광은 편광 빔분할기(1706)에서 반사된다. 편광 빔분할기(1706)에서 반사된 빔은 빔 분할 소자인 회절 격자에 의해 O차광과 1차광으로 분할되고, 실린드리컬 렌즈(1711)를 거쳐 광검출기(1712)에 입사된다. 광검출기(1712)에 입사되는 빔에는 실린드리컬 렌즈(1711)를 투과할 때 비점수차가 부여된다.

도 17에서는 수차 보정부의 일례로서 콜리메이트 렌즈(1705)를 열거하였지만, 전술한 예와 마찬가지로, 2매 이상의 렌즈를 포함한 조합 렌즈에 의해 구성되어 있어도 좋고, 콜리메이트 렌즈에 의해 구성되어도 좋고, 액정 등의 요소를 포함하고 있어도 좋다.

수차 보정부는 디스크의 보호층 표면으로부터 정보의 기록 또는 재생의 대상인 정보층까지의 두께에 의해 발생하는 구면 수차 등의 수차를 보정하는 역할을 가진다. 구체적으로는, 수차 보정부는 각 정보층에서 발생하는 수차 성분을 소거하는 것 같은 수차를 레이저광에게 부여한다.

광학 헤드는 본래, 단층 디스크의 정보층에 대해서 수차가 작아지도록 광학적으로 설계되어 있다. 근래의 광학 헤드의 설계에서는, 2층 디스크의 기록 재생도 고려된다. 따라서, 설계상의 최소 수차 위치는 보호층 표면으로부터 약 80μm에서 90μm정도로 설정되어 있다. 그 때문에, 최소 수차 위치로부터 어긋난 위치에 존재하는 정보층에 레이저광이 좁혀질 때는 수차 보정부에 의해 각 정보층에 맞는 수차 보정값을 이용한 보정을 할 필요가 있다.

또한, 광원의 반도체 레이저의 파장은 405nm로 설정되어 있지만, 파장은 설계상에 의해 또한 온도·구동 전류의 변화에 의해 약간 변화한다. 따라서, 파장은 400nm에서 410nm의 폭으로, 허용된다. 파장이 400nm에서 410nm의 범위라면, 본 형태와 같은 효과를 얻을 수 있다.

〔4. 디스크 구성의 검토]

<4-1. 두께 측정 방법>

본원의 각 실시 형태에 있어서, 「두께」란, 공초점 광학계를 가지는 두께 측정기로 측정된 값이다. 상기 측정기는 파장 405nm의 광원과, 대물렌즈와, 차광 부재와, 광검출기를 가지는 광학 헤드를 구비한다. 측정기는 게다가 상기 광학 헤드를 이동시키는 액츄에이터와 두께를 산출하는 연산부를 구비한다. 차광 부재는 핀홀을 가진다. 차광 부재는 디스크로부터 광검출기를 향하는 반사광의 광로상에 마련된다.

광원으로부터의 빔은 대물렌즈에 의해 디스크상에 좁혀진다. 디스크로부터 반사되어 오는 광은 핀홀을 지나 광검출기에서 검출된다.

측정기는 디스크 중의 계면에서 빔이 초점을 모았을 때, 반사광이 광검출기의 표면에서 초점을 모으도록 광학적으로 설계되어 있다. 따라서, 디스크 중의 계면에 초점을 모았을 때에만 광검출기의 앞에 마련된 핀홀을 광이 투과한다. 디스크 중의 계면 이외에서 초점을 모았을 경우는, 광의 대부분이 차광 부재로 차단된다. 따라서, 광검출기에서 검출되는 광강도를 측정하면 디스크 중의 계면에 빔의 초점이 모아져 있는지 아닌지의 판단을 할 수 있다. 또한, 「디스크 중의 계면」이란, 디스크에 포함되는 각 층간의 계면 및 디스크 표면을 포함한다. 즉, 정보층과 중간층과의 계면 및 보호층의 표면은 디스크 중의 계면에 포함된다.

측정기의 광학 헤드는 액츄에이터에 의해 디스크에 조사되는 광의 축방향으로 이동된다. 각 정보층에서 빔의 초점이 묶이면 연산부는 초점이 맞는 위치를 액츄에이터에 의한 광학 헤드의 이동거리로부터 산출한다. 연산부는 상기 이동거리로부터 디스크 표면으로부터 정보층까지의 거리, 서로 이웃하는 정보층 간의 거리 등을 산출할 수 있다. 즉, 연산부에 의해 보호층의 두께 및 중간층의 두께가 산출된다.

또한, 상기 측정기는 중간층, 혹은 보호층의 파장 405nm에 대한 굴절률(N)을 1.6으로 했을 경우에 정확한 두께가 측정되도록 교정되어 있다. 중간층이나 보호층을 형성하는 재료의 굴절률(N)의 값에 따라서는 광학적인 두께가 변화한다. 선행 기술에 대한 기재를 제외하고, 본 명세서에서 설명하는 각 두께의 값은 굴절률(N)을 1.6으로 환산했을 경우의 두께를 의미한다. 즉, 파장 405nm의 광에 대한 굴절률은 수지의 종류에 따라 다르므로, 두께에 대해서는 굴절률을 1.6으로 환산하여 얻을 수 있는 수치로 논의가 이루어진다.

굴절률(N)을 1.6으로 환산했을 경우의 두께란, 상기 두께 측정기를 이용하여 각 수지층의 굴절률(N)을 1.6으로 설정한 경우의 측정 데이터를 의미한다. 상기 두께 측정기에서 수지층의 두께가 측정되었을 경우, 굴절률이 1.6으로 설정되었을 때의 측정 데이터로서는 1.6×d/n가 출력된다. N는 파장 405nm에서의 수지의 굴절률이며, d(μm)는 실제 두께이다. 선행 기술에 대한 기재를 제외하고, 본 명세서 중의 두께의 값과는 모두 이 두께 측정기(상기 두께 측정 조건하)에서의 값을 의미하고 있다. 즉, 선행 기술에 대한 기재를 제외하고, 명세서 중의 두께의 논의는 실제 두께(d)에 대한 것은 아니다.

<4-2. 층의 두께>

디스크 제 1 중간층(105)의 두께(t1), 제 2 중간층(106)의 두께(t2), 보호층(107)의 두께(tc)에 관해서 최적의 설계치를 검토하였다.

우선, 중간층의 두께가 변화했을 때의 그 중간층을 사이에 두는 2개의 정보층에 기록되는 신호의 품질과 중간층의 두께와의 관계를 조사하였다.

또한, 이하에서는 중간층의 두께가 그 중간층을 사이에 두는 2개의 정보층 간의 층간 크로스토크에게 부여하는 영향을 단순 모델화하기 때문에, 도 7에 도시하는 것 같은 2층 디스크(700)를 이용하여 평가를 행하였다. 디스크(700)는 기판(701), 제 1 정보층(702), 제 2 정보층(703), 중간층(704), 및 보호층(705)을 구비한다. 제 1 정보층(702), 중간층(704), 제 2 정보층(703), 및 보호층(705)은 기판(701)상에 이 순서대로 적층되어 있다.

단, 2층 디스크(700)의 구성은 층수가 다른 이외는 3층 디스크(115)와 마찬가지이다. 예를 들면, 2층 디스크(700)의 기판(701)은 3층 디스크(115)의 기판(101)과, 정보층(702~703)은 정보층(102~104)과, 중간층(704)은 중간층(105~106)과, 보호층(705)은 보호층(107)과, 각각, 같은 재료로 구성된다. 또한, 2층 디스크(700)의 지름 및 두께는 3층 디스크(115)와 동일하다.

「층간 크로스토크」는 기록 또는 재생의 대상인 정보층에 레이저광이 포커싱되었을 때에, 그 이외의 정보층에 있어서 빔의 스포트 지름이 작아져, 보다 좁혀진 상태의 빔이 다른 층에 조사되는 것으로, 정보광에 미광이 들어가고, 그 결과, 읽어내야 할 신호에 노이즈가 들어가는 현상이다. 특히, 중간층의 두께가 얇을 때에 층간 크로스토크가 발생하기 쉽다.

특히, 3개 이상의 정보층을 가지는 디스크의 경우에 있어서는, 「층간 크로스토크」는 기록 또는 재생의 대상인 정보층으로부터의 반사광에, 인접하는 다른 정보층으로부터의 레이저광이 누설되는 것으로, 신호에 노이즈가 들어가는 것을 의미한다.

발명자 등은 중간층의 두께를 여러 종류 변화시킨 2층 디스크를 제작하고, 이하의 평가에 이용하였다. 단, 모든 디스크에서 보호층(705)의 두께는 57μm로 고정되었다.

평가방법은 이하와 같다. 발명자 등은 각 디스크 중의 동일한 반경 위치에 있어서, 2개의 정보층(702~703)의 각각에 밀도 25GB로 신호를 기록하였다. 그리고, 발명자 등은 신호의 지터값을 조사하였다.

지터값이란, 기록된 신호의 원하는 시간적인 위치로부터의 편차량 혹은 변동량을 도시한다. 지터값이 작은 것이 신호의 재생 품질이 좋은 것을 의미하고 있다.

도 8에, 중간층(704)의 두께와, 제 1 정보층(702) 및 제 2 정보층(703)에 기록된 신호의 재생 특성과의 관계를 도시한다.

또한, 신호의 기록 및 재생은 선속(線速) 4.9m/s로 행하여지고, 지터는 리미트 이퀄라이저에 의한 부스트가 걸린 상태로 평가되었다. 지터값이 8.5%이하인 것이, 매체의 품질을 판단하는데 있어서의 지표로 여겨졌다. 이 범위의 지터값을 얻을 수 있으면, 디스크에 있어서의 신호의 품질은 거의 문제 없게 에러를 정정할 수 있고, 재생할 수 있는 레벨이다.

도 8로부터 알 수 있는 바와 같이, 중간층(704)의 두께가 얇아지는 것에 따라, 정보층(702) 및 (703)의 양쪽 모두에 있어서, 층간 크로스토크의 영향에 의해, 지터값이 악화되었다. 특히, 중간층(704)의 두께가 10μm이하가 되면, 지터값의 악화가 현저하였다. 따라서, 지터값의 판단 조건을 만족시키기 위해서는 중간층의 두께는 적어도 10μm이상인 것이 바람직하다.

또한, 도 8에 있어서, 중간층의 두께가 15μm이상일 때, 인접한 정보층으로부터의 층간 크로스토크에 의한 지터값에의 영향은 거의 볼 수 없었다. 이와 같이, 중간층의 두께는 15μm이상인 것이 바람직하다.

또한, 도 8은 기록 밀도가 25GB일 때의 신호 평가의 결과이지만, 기록 밀도에 관계없이, 중간층의 두께는 15μm이상인 것이 바람직하다. 왜냐하면, 신호의 질의 악화(구체적으로는 지터값의 악화)는 정보층으로부터의 정보광과 그 정보층 이외의 다른 층으로부터의 반사광과의 간섭에 의해, 광의 명암의 연속이 생기고, 그 결과로서 발생하는 노이즈에 의해 일으켜지기 때문이다. 따라서, 중간층 두께가 15μm이상인 경우, 신호의 기록 밀도에는 관계없이 인접한 정보층에 의한 신호의 질의 악화가 회피된다.

<4-3. 층의 두께의 불균일>

3층 디스크에 있어서의 중간층 및 보호층의 두께 불균일에 대한 검토 결과를 서술한다. 제 1 중간층(105)의 두께(t1)로서의 목적의 값을 25μm, 제 2 중간층(106)의 두께(t2)로서의 목적의 값을 18μm, 보호층(107)의 두께(tc)로서의 목적의 값을 57μm로 하고, 보호층 표면(107a)으로부터 제 1 정보층(102)까지의 두께(t3)로서의 목적의 값을 100μm로 하였다. 각 중간층 및 보호층은 스핀 코트법에 따른 자외선 경화성 수지의 도포 공법에 의해 제작되었다.

도 4는 제작된 디스크의 제 2 중간층(106)의 두께(t2)의 면내 두께 분포 및 제작 샘플마다의 두께 변동을 도시한다.

발명자 등은 150매의 샘플을 제작하여, 그 중에서 10매 마다 1매를 빼내 중간층의 두께를 측정하였다. 도 4에는 제 2 중간층(106)의 디스크의 면내에 있어서의 두께 평균값이 나타남과 함께, 면내에서의 최대값 및 최소값이 에러 바로 도시되어 있다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 개개의 디스크에 있어서, 제 2 중간층(106)의 두께(t2)는 매체면 내에서 불균일을 가지고 있다.

이러한 불균일이 발생하는 원인으로서는, 예를 들면, 다음의 사상을 열거할 수 있다:

- 중간층이 스핀 코트법에 따라 형성되는 경우, 중간층을 구성하는 수지는 스핀 테이블의 회전에 의해 늘어난다. 이때, 스핀 회전중에 수지가 받는 지름 방향에서의 원심력이 매체면 중의 위치에 따라 다른 것에 의해, 수지의 두께에 불균일이 발생한다.

- 마찬가지로, 중간층이 스핀 코트법에 따라 형성되는 경우, 스핀 회전이 정지한 후, 수지가 도포된 영역의 단부에 있어서의 수지의 표면장력의 영향에 의해, 단부의 수지가 부풀어 오른다. 그 결과, 수지의 두께에 불균일이 발생한다.

- 수지 도포 후에 스탬퍼를 부착하였을 때에 수지가 유동하는 것으로, 수지의 두께에 불균일이 발생한다.

디스크 전면에서의 제 2 중간층(106)의 두께(t2)의 최대값과 최소값과의 차이는 상황에 따라서는 약 3μm 정도의 분포를 가진다.

중간층 및 보호층 등의 수지층의 형성 공정으로서는, 스핀 코트법 이외에도, 예를 들면 스크린 인쇄방법, 그라비아 인쇄 공법 등 여러가지의 공법을 생각할 수 있다. 그러나, 두께 분포의 형상은 다르지만, 어느 공법을 이용한 경우에 있어서도, 각 층에 있어서 3μm 정도의 두께 분포가 발생한다.

또한, 층의 두께는 층의 형성 공정이 액체의 자외선 경화성 수지의 도포를 포함하는 경우, 도포 장치의 주위 환경의 영향, 특히 온도나 습도의 변화의 영향을 크게 받는다. 예를 들면, 온도가 상승하면, 거기에 따라 자외선 경화성 수지의 온도도 상승하고 수지의 점도가 저하한다. 이 상태에서, 예를 들면 스핀 코트법 등에 의해 수지를 도포하면, 점도가 저하한 만큼, 형성되는 중간층 혹은 보호층의 두께는 얇아진다. 도포 장치 그 자체에 온도 조정 기능을 부착하는 것에 의해, 온도 변화에 의한 두께 변화의 정도는 작게 할 수 있다. 그러나, 온도가 층의 두께에 부여하는 영향을 완전하게 없앨 수 없다. 따라서, 복수매의 디스크 사이에서 두께의 불균일이 발생한다.

도 5는 도포 장치 주변의 온도와, 제 2 중간층(106)의 두께(t2)의 면내 평균값과의 관계를 도시한다. 도 5의 데이터에서, 온도가 약 1℃ 변화할 때마다 두께가 약 0.5μm변화하는 것을 알 수 있다.

도포 장치내의 온도는 장치의 설치 환경의 온도 변화 또는 장치의 가동 상황에 의한 온도 변화 등에 의해, 5~6℃ 정도는 용이하게 변화한다. 약 5~6℃의 온도 관리는 종래의 단층 디스크 및 2층 디스크의 제조에 이용되는 도포 장치에 있어서, 온도 관리 정밀도의 특별한 개선을 필요로 하지 않고 실현 가능하다. 약 6℃의 온도 변화에서는 두께 변화량은 약 3μm이다. 1개의 매체에 있어서의 면내에서의 두께 불균일와, 매체 사이에서의 두께 변동이 합쳐지면, 목적의 두께에 대해서 최대 6μm정도의 불균일이 발생한다. 그 때문에, 각 중간층의 두께 혹은 보호층의 두께는 목적의 두께에 대해서 ±3μm정도의 프로세스상의 변동 요인을 가진다.

여기에서는, 제 2 중간층의 두께(t2)에 대하여만 설명을 하였지만, 제 1 중간층의 두께(t1) 및 보호층의 두께(tc)에 관해서도 마찬가지의 결과를 얻을 수 있었다. 즉, 각 중간층이나 보호층의 두께 변동폭으로서는 목적의 두께에 대해서 ±3μm정도가 전망된다. 즉, 디스크를 양산한 경우, 각 중간층의 두께는 각각 목적의 두께에 대해서 ±3μm정도는 어긋날 가능성이 있다. 따라서, 3층 디스크의 중간층의 두께는 이 변동폭을 포함하여 설정되는 것이 바람직하다.

<4-4. 층의 두께의 차이>

다음에, 다면 반사광에 의한 간섭의 영향에 대해 평가한 결과를 서술한다.

도 3a~도 3c를 참조하여 설명한 바와 같이, 읽어내야 할 정보층에 레이저광이 포커싱되었을 때, 다른 층에서 반사한 미광의 일부가 어느 쪽의 정보층 및 보호층 표면 등에서 다중 반사되는 일이 있다. 이 미광은 읽어내야 할 정보광과 동일한 광로 길이 및 동일한 광속 지름으로 광학 헤드의 광검출기(114)에 입사되는 경우가 있다. 이 경우, 미광 성분은 복수의 정보층 및 보호층 표면 등에서의 반사를 거쳐 광검출기에 입사되므로, 읽어내야 할 정보광에 대해서 매우 작은 광량이 된다. 그러나, 이 미광성분은 정보광과 동일한 광로 길이 및 동일한 광속 지름으로 광검출기(114)에 입사되므로, 간섭에 의해, 광검출기(114)에 있어서의 수광량이 크게 영향을 받는다. 그 결과, 미소한 중간층 두께의 변화 혹은 보호층 두께의 변화로 광검출기에서의 수광량의 변동이 커져 안정된 신호 검출이 곤란해진다.

도 9는 읽어내야 할 정보광과 도 3a~도 3c에 도시하는 것과 같은 패턴으로 광검출기에 되돌아 오는 미광과의 광량비를 100:1로 했을 때의, 층간 두께의 차이에 대한 재생 신호 진폭을 도시하고 있다. 또한, 층간 두께의 차이란, 제 1 중간층, 제 2 중간층, 및 보호층 간의 두께의 차이를 의미하고 있다. 즉, 도 9에 있어서 「층간 두께의 차이가 1μm이상인 상태」란, 이 3개의 층간의 차이의 모두가 1μm이상인 것, 즉, 제 1 중간층과 제 2 중간층과의 두께의 차이, 제 2 중간층과 보호층과의 두께의 차이, 및 보호층과 제 1 중간층과의 두께의 차이 등, 즉 간섭을 일으키는 층의 두께 차이가 모두 1μm이상인 것을 의미한다.

도 9의 횡축은 층간 두께의 차이, 종축은 재생 신호 진폭을 나타낸다. 재생 신호 진폭은 읽어내야 할 정보광만을, 광검출기에서 수광했을 때의 DC광량으로 규격화하는 것으로 얻을 수 있는 값이다. 도 9를 보면, 층간 두께의 차이가 1μm이하가 되면, 재생 신호 진폭이 급격하게 변동하는 것을 알 수 있다.

3층 디스크에 대해, 정보층 1면당 기록 용량을, 종래의 2층 디스크의 정보층 1면당 기록 용량보다 큰 33.4GB로 하는 것으로, 3층 디스크 전체의 기록 용량을 100GB로 하도록 제안되어 있다. 이러한 3층 디스크에 대해서도, 종래의 2층 디스크용 드라이브의 트랙킹 기구 등을, 그 구성을 크게 변경하지 않고 이용하고 싶다고 하는 요망이 있다. 이 요망에 부응하기 위해서, 3층 디스크의 정보층에 마련되는 안내홈의 피치는 2층 디스크 등의 종래의 매체에 있어서의 피치로부터, 변경되지 않는 것이 바람직하다. 그래서, 레이저광이 진행될 방향의 선밀도를, 종래의 약 1.3배로 하는 것으로, 정보층 1면당 용량을 크게 하는 것이 제안되어 있다.

이와 같이 선밀도가 종래의 약 1.3배인 디스크의 신호 마크인 마크 길이는 종래의 디스크(종래의 디스크의 기록 용량은 25GB이다)에 있어서의 신호 마크의 마크 길이에 대해서, 25% 짧아진다. 신호 마크가 짧아지면, 신호의 SN비와 비교하여 작아지므로, 노이즈가 신호 특성에 부여하는 영향은 매우 커진다. 따라서, 층간 두께의 차이가 1μm이하가 되었을 경우의 재생 신호 진폭의 변동은, 크게 신호 품질을 열화 시킨다. 따라서, 1μm이하라고 하는 층 사이 두께의 차이는 이와 같이 선밀도가 높은 디스크에서는 도저히 허용할 수 있는 것은 아니다.

이상과 같이, 제 1 중간층과 제 2 중간층과의 두께의 차이, 제 2 중간층과 보호층과의 두께의 차이, 보호층과 제 1 중간층과의 두께의 차이는 각각 1μm이상인 것이 바람직하다.

<4-5. 백 포커스 과제>

다음에, 백 포커스 과제의 영향도에 대하여 검토한 결과를 서술한다. 3층 디스크의 경우, 제 1~제 3의 각 정보층 및 보호층의 표면의 합계 4개의 반사 계면이 존재한다. 어느 하나의 정보층에 레이저광이 포커싱되었을 경우, 그 외의 반사 계면에서 반사한 일부의 미광은 다면 반사를 반복하고, 광학 헤드에 마련된 광검출기로 되돌아간다. 광검출기로 되돌아가는 미광은 어느 쪽의 계면에서, 반드시 홀수 회 반사되어 광검출기로 되돌아간다. 미광이 3회 반사로 광검출기로 되돌아오는 패턴 및 5회 반사로 광검출기로 되돌아 오는 패턴에 대해 미광이 신호 검출에 부여하는 영향의 정도가 평가되었다. 평가 결과는 이하와 같다.

각 정보층의 반사율, 투과율은 각 정보층의 신호를 재생했을 때, 각 정보층의 반사율이 거의 같아지도록 설정되어 있다. 그 때문에, 제 1 정보층에 가까울 수록, 정보층의 반사율은 높고 투과율은 낮게 설정된다. 디스크(115)에 있어서, 즉 각 층이 적층된 상태에 있어서, 광학 헤드로부터의 광에 대한 각 층의 반사율은2-5% 정도로 설정된다.

도 12a~도 12c에, 발생할 수 있는 3회 반사의 백 포커스 과제와, 5회 반사의 백 포커스 과제의 일례를 도시한다. 도 12a~도 12c의 디스크는 제 1~제 3 정보층(1201-1203)과, 보호층(1204)을 가지는 3층 디스크이다.

제 1 정보층(1201)에 가까워질수록, 정보층의 반사율은 높게 설정된다. 보호층 표면(1204a)에서 반사하는 것보다도, 제 2 정보층(1202) 또는 제 3 정보층(1203)의 어느 하나에서 다면 반사가 발생하는 쪽이 광검출기로 되돌아 오는 미광의 양이 커진다.

≪4-5-1. 패턴 1≫

예를 들면, 도 12a에 있어서, 제 1 정보층(1201)에 레이저광이 포커싱되었을 때에, 미광은 제 2 정보층(1202), 제 3 정보층(1203), 및 제 2 정보층(1202)에서 반사되어 광검출기에서 검출된다. 즉, 이 패턴에서는 미광은 3회 반사된다.

제 2 정보층(1202) 및 제 3 정보층(1203)은 보호층 표면(1204a)보다 반사율이 높다. 도 12a의 패턴에서는 미광이 이러한 정보층(1202 및 1203)의 사이에서 다면 반사한다. 따라서, 일어날 수 있는 3회 반사의 패턴 중에서는 도 12a의 패턴이 포커싱되어 있는 제 1 정보층(1201)로부터의 반사광량에 대해서 가장 큰 미광량을 발생시킨다. 도 12a의 패턴에 있어서, 제 1 정보층(1201)으로부터의 정보 광량에 대해서, 미광의 광량은 약 1.4%가 된다.

도 13에, 정보 광량에 대한 미광량의 비와 재생 신호 진폭의 변동폭과의 관계를 도시한다. 도 12a의 패턴에서는 정보 광량에 대한 미광량의 비가 약 1.4%이므로, 도 13의 흰색 사각의 그래프에 의하면, 재생 신호의 진폭은 약 45% 변동한다.

≪4-5-2. 패턴 2≫

도 12b의 패턴에서는 제 1 정보층(1201)에 레이저광이 포커싱되었을 때, 미광은 제 2 정보층(1202), 보호층 표면(1204a), 제 3 정보층(1203)을 거쳐 광검출기로 되돌아 온다. 이 패턴에서는 동시에, 제 3 정보층, 보호층 표면, 제 2 정보층을 거쳐 광검출기로 되돌아 오는 미광도 발생한다.

도 12b의 패턴에서는 이와 같이, 2 종류의 미광이 광검출기에 되돌아 오기 때문에, 정보 광량에 대한 미광량의 비는 약 0.87%가 된다. 이와 같이, 정보 광량에 대한 미광량의 비율이 크기 때문에, 재생 신호의 진폭이 미광을 받는 영향도 크다.

도 13의 흑색 사각의 그래프는 도 12b와 같이 2광속의 미광이 발생하는 경우의 재생 신호의 진폭의 변동과 정보 광량에 대한 미광량의 비와의 상관관계를 도시한다. 도 12b와 같이 미광의 2개의 광속이 광검출기로 되돌아 오는 패턴에 있어서, 정보 광량에 대한 미광량의 비가 약 0.87%일 때, 도 13에 의하면, 재생 신호 진폭은 약 50% 변동한다.

≪4-5-3. 패턴 3≫

다음에, 5회 반사한 미광에 의해, 재생 신호의 진폭이 받는 영향을 평가한다.

전술한 바와 같이, 제 2의 정보층(1202) 및 제 3의 정보층(1203)은 보호층 표면(1204a)보다 반사율이 높다. 따라서, 미광이 제 2의 정보층(1202) 또는 제 3의 정보층(1203)에서 반사되는 편이, 보호층 표면(1204a)에서 반사되는 것보다도, 광검출기로 되돌아 오는 미광의 양은 많아진다. 그 결과, 도 12c의 패턴에서는 5회 반사로 미광이 되돌아 오는 패턴 중에서, 미광의 양이 가장 크다. 도 12c에서는 제 1 정보층(1201)에 레이저광이 포커싱되었을 때에, 미광은 제 2 정보층(1202), 제 3 정보층(1203), 제 2 정보층(1202), 제 3 정보층(1203), 제 2 정보층(1202)을 거쳐 광검출기로 되돌아 온다.

도 12c의 패턴에서는 정보 광량에 대한 미광량의 비는 약 0.02%가 된다. 도 13으로부터 추측할 수 있는 도 12c의 패턴에 있어서의 재생 신호의 진폭의 변동은2~3% 정도이다. 이 정도의 변동은 신호 품질에 큰 영향을 주지 않는다. 따라서, 5회 반사하여 광검출기로 되돌아 오는 미광은 무시되어도 좋다.

이상의 검토로부터, 백 포커스 과제의 영향으로 신호의 품질이 특별히 악화되는 것은, 하나 또는 복수의 정보층 및/또는 보호층 표면을 개재한 3회 이하의 반사에서 미광이 광검출기로 되돌아 오는 경우인 것이 명백해졌다.

≪4-5-4. 3회 반사한 미광에 의한 신호에의 영향》

도 15b는 3회 반사로 광검출기로 되돌아 오는 미광과 정보광과의 간섭이 발생한 경우에 있어서의, 재생 신호의 진폭의 변동의 모습을 도시한다. 도 15b는 특히, 도 14에 도시하는 3회 반사의 패턴에 있어서의 재생 신호의 진폭의 변동을 도시한다.

도 14는 제 1~제 3 정보층(1401-1403) 및 보호층(1404)을 가지는 3층 디스크의 구조를 도시한다. 도 14에 있어서, 미광의 일부는 제 3 정보층(1403), 보호층 표면(1404a), 및 제 2 정보층(1202)에서 총 3회 반사된다. 미광의 일부는 읽어내야 할 신호가 기록된 제 1 정보층(1401)으로부터의 정보광과 동일한 광로 길이 및 동일한 광속 지름에서 광검출기로 입사된다. 도 15b에는 이와 같이 광검출기에 입사된 미광의 영향으로 발생한 재생 신호 진폭 변동의 모습이 도시되어 있다.

도 15a는 도 14의 디스크보다, 보호층의 두께가 3μm정도 두꺼운 디스크에 있어서의 재생 신호의 파형을 도시한다. 이 디스크에 있어서도, 도 14와 마찬가지로 미광의 일부가 3회 반사되지만, 그 미광의 광로 길이가 제 1 정보층(1401)으로부터의 정보광의 광로 길이와 어긋나는 것에 의해 간섭의 영향이 해소된다.

게다가, 발명자 등은 미광의 광로 길이가, 읽어내야 할 정보광의 광로 길이로부터 얼마만큼 어긋나면, 간섭의 영향을 해소할 수 있는지를 조사하였다.

도 15b의 재생 신호 파형에는 진폭 변동이 큰 영역과 작은 영역이 존재한다. 도 15b중에서, 진폭 변동이 큰 영역은 「변동부」로서 나타난다.

도 16은 이 변동부 및 그 이외의 영역에 있어서, 정보광의 광로 길이와 미광의 광로 길이를 비교한 결과를 도시한다. 도 16에 있어서, 횡축은 디스크의 반경을 도시한다. 도 16에 있어서, 종축은 정보광의 광로 길이와, 도 14에 도시하는 3회 반사에 의한 미광의 광로 길이와의 차분을 도시한다. 정보광의 광로 길이란, 레이저광이 보호층 표면으로부터 입사되고 나서 보호층 표면으로부터 정보광으로서 출사할 때까지의 왕복 광로 길이이다.

도 16의 종축에 있어서, 정보광과 미광과의 광로 길이 차이가 O인 부분이 정보광과 미광이 동일한 광로 길이이며, 또한 동일한 광속 지름으로 광검출기로 되돌아가는 조건을 도시한다. 그렇지만, 도 16의 데이터로부터는 광로 길이 차이가 O의 영역만이 아니고, 광로 길이 차이 0±2μm의 영역에서도 신호 진폭의 큰 변동이 발생하는 것을 알았다. 이 영역은 도 16에 있어서, 「진폭 변동 영역」으로서 나타난다. 이 결과에 의해, 광로 길이 차이가 ±2μm이상인 것이 바람직한 것이 발견되었다. 또한, 「광로 길이 차이가 ±2μm이상이다」란, 광로 길이 차이의 절대값이 2μm이상인 것을 의미한다.

<4-6. 간섭을 막을 수 있는 구성>

다음에, 정보광과 미광과의 광로 길이 차이를 ±2μm이상으로 하기 위한 구체적인 조건에 대해 설명한다.

3층의 정보층을 가지는 디스크에 있어서, 제 3의 정보층보다 안쪽에 배치된(광입사측과 반대 측에 있는) 정보층에 레이저광이 포커싱되는 경우, 이하의 2 패턴의 미광 문제가 발생할 수 있다. 또한, 이하의 설명에서는 신호의 기록 또는 재생의 대상이 되는 정보층은 대상 정보층이라고 칭하여진다.

≪4-6-1. 제 1의 미광 문제》

제 1의 미광 문제는 대상 정보층 A보다 광입사 측에 배치된 정보층 B, 더욱이 광입사측의 정보층 C 또는 보호층 표면, 및 정보층 B에서 이 순서로 합계 3회 반사된 미광에 의해 발생하는 문제이다. 보다 구체적으로는 제 1의 미광 문제란, 이 미광과 대상 정보층 A로부터 광학 헤드로 되돌아 오는 정보광과의 왕복 광로 길이 차이가 2μm미만일 때, 정보광과 미광에 간섭이 발생하는 것이다.

이 제 1의 미광 문제는 대상 정보층 A와 정보층 B와의 사이의 두께와, 정보층 B와 정보층 C 또는 보호층 표면과의 사이의 두께와의 차이를 1μm이상으로 하는 것에 의해 해결된다. 또한, 「두께」란, 전술한 바와 같이, 두께 측정기에 의해 측정된 두께를 의미한다.

구체적으로는, 도 1a의 디스크(115)에 있어서, 대상 정보층이 제 1 정보층(102)인 경우에, 제 1의 미광 문제를 해결하려면, 즉, 정보광과 미광과의 간섭을 방지하기 위해서는 이하의 3개의 조건(1)~(3)이 만족되는 것이 바람직하다.

(1) ┃t1-t2┃≥1μm

이 조건 (1)이 만족되는 것에 의하여, 정보광과 제 2 정보층(103), 제 3 정보층(104), 및 제 2 정보층(103)에서, 이 순서로, 반사된 미광과의 간섭이 방지된다.

(2) ┃t1-(t2+tc)┃≥1μm

이 조건(2)이 만족되는 것에 의하여, 정보광과, 제 2 정보층(103), 보호층 표면(107a), 및 제 2 정보층(103)에서, 이 순서로 반사된 미광과의 간섭이 방지된다.

(3) ┃(t1+t2)-tc┃≥1μm

이 조건(3)이 만족되는 것에 의하여, 정보광과 제 3 정보층(104), 보호층 표면(107a), 및 제 3 정보층(104)에서, 이 순서로 반사된 미광과의 간섭이 방지된다.

또한, 대상 정보층이 제 2 정보층(103)인 경우는 정보광과 미광과의 간섭을 방지하기 위해서는 이하의 조건(c)이 만족되는 것이 바람직하다.

(4) ┃t2-tc┃≥1μm

이 조건(4)이 만족되는 것에 의하여, 정보광과, 제 3 정보층(104), 보호층 표면(107a), 및 제 3 정보층(104)에서, 이 순서로, 반사된 미광과의 간섭이 방지된다.

≪4-6-2. 제 2의 미광 문제》

제 2의 미광 문제는 대상 정보층(a) 보다 광입사 측에 있는 정보층(b), 보호층 표면, 및 정보층(b)보다 광입사 측에 있는 정보층(c)에서, 이 순서로 합계 3회 반사된 미광에 의해 발생하는 문제이다. 보다 구체적으로는 제 2의 미광 문제란, 이 미광과, 대상 정보층(a)으로부터 광학 헤드로 되돌아 오는 정보광과의 왕복 광로 길이 차이가 2μm미만일 때, 정보광과 미광과에 간섭이 발생하는 것이다. 또한, 제 2의 미광 문제가 발생할 때는 정보층(b), 정보층(c), 및 보호층 표면에서, 이 순서로 합계 3회 반사되는 미광도 발생한다. 따라서, 제 2의 미광 문제에서는 2 광속에 의한 간섭이 발생한다.

이 제 2의 미광 문제는 정보층(a)과 정보층(b)과의 사이의 두께와, 정보층(c)과 보호층 표면과의 사이의 두께와의 차이를, 1μm이상으로 하는 것으로 해결된다.

구체적으로는, 대상 정보층이 제 1 정보층(102)인 경우에, 디스크(115)에 있어서 정보광과 미광과의 간섭을 방지하기 위해서는 이하의 조건(e)이 만족되는 것이 바람직하다.

(5) ┃t1-tc┃≥1μm

이 조건(5)이 만족되는 것에 의하여, 정보광과, 제 2 정보층(103), 보호층 표면(107a), 및 제 3 정보층(104)에서 이 순서로 반사된 미광과의 간섭이 방지된다. 동시에, 정보광과, 제 3 정보층(104), 보호층 표면(107a), 및 제 2 정보층(103)에서 이 순서로 반사된 미광과의 간섭이 방지된다.

<4-7. 보호층의 두께>

보호층의 두께와, 정보층에 기록되는 신호 및 정보층으로부터 재생되는 신호와의 관계를 평가한다. 보호층의 표면에는 오염, 먼지, 지문 등의 이물이 부착되거나 또한 흠이 발생하거나 할 가능성이 매우 높다.

보호층의 표면에 그들 결함이 발생한 경우, 정보층에 대한 신호의 기록 또는 정보층으로부터의 신호의 재생을 행하는 레이저광이 차단되거나 레이저광의 입사각도가 변하거나 한다. 그 결과, 정보층에 기록되는 신호 또는 재생되는 신호의 질이, 큰 영향을 받는 일이 있다.

또한, 보호층의 두께가 얇아질수록, 정보층에 레이저광이 포커싱되었을 때의, 보호층 표면에서의 레이저광의 지름은 작아진다. 보호층 표면에 있어서의 레이저광의 지름이 작을수록, 보호층 표면에 존재하는 이물질 또는 흠이 신호의 질에 부여하는 영향이 커진다. 왜냐하면, 동일한 사이즈의 이물질 또는 흠이라도, 레이저광의 지름이 작을수록, 레이저광의 지름에 대한 이물질 또는 흠의 상대적인 크기가 커지므로, 레이저 광량 전체에 있어서, 이물질 또는 흠에 의해 차단되는 레이저 광량의 비율이 증대하기 때문이다.

그래서, 이하의 실험을 행하여, 보호층의 적절한 두께를 검토하였다. 즉, 발명자 등은 보호층의 두께가 100μm에서 45μm까지의 범위내에서 서로 다른 5종류의 단층 디스크를 제작했다. 이러한 단층디스크에 있어서, 정보층은 3층 디스크(115)의 제 3 정보층과 동일한 구성이다. 발명자 등은 이러한 단층 디스크의 보호층 표면에 인공 지문을 부착시켰다. 발명자 등은 인공 지문의 부착이 정보층의 기록 및 재생에 부여하는 영향을 에러율을 조사하는 것에 의해 평가했다. 또한, 기록된 신호는 1-7PP 변조 방식에 의해 변조된 기준 클럭 주파수 66MHz이며, 최단 마크 길이 149nm의 랜덤 패턴의 신호이며, 기록 및 재생의 선속은 4.9m/s로 설정되었다.

평가방법은 이하와 같다. 보호층 표면에 인공 지문액이 부착된 디스크에 대해서, 신호를 기록 및 재생하고, 심볼 에러율의 평가를 행하였다. 인공 지문액은 관동지방 대지를 덮고 있는 화산층으로 대표되는 표준 더스트와, 트리올레인을 혼합시켜 제작된 것으로 보호층의 표면성의 평가에 사용되는 것이다.

이 인공 지문액은 고무 스탬퍼를 사용하여 인공 지문 패드에서 모사되어 보호층 표면에 부착되었다. 부착 영역은 디스크의 반경 38mm부근의 직경 약 10mm의 범위였다. 이 부착 영역내에서, 디스크의 중심으로부터의 거리가 다른 5개의 위치에 있어서, 신호의 기록 및 재생을 하였다. 각 위치에 기록된 신호에 대해, SER(Symbol Error Rate)의 평가를 하였다. 각 디스크에 대해, SER이 4.2×10^-3 이하의 에러율인 디스크는 합격이라고 판정되었다. 합격 여부의 기준인 이 에러율 값은 100만장에 1장 정보를 읽어낼 수 없을 가능성이 있는 레벨이다. SER이 상기 에러율값 이하이면, 광정보 기록 매체의 기록 재생 특성으로서 문제없다고 말할 수 있다.

도 11은 보호층의 두께와 SER과의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 11에 있어서, 각 두께에 대응하는 SER로서는 1종류의 두께의 디스크에 대해서, 지문의 부착 위치를 5개의 반경에서 다르게 했을 때의 평가 결과중, 가장 나쁜 데이터(즉, 가장 큰 SER)가 선택되었다.

이 결과에서, 보호층의 두께가 약 51μm이상이면, SER은 4.2×10^-3을 넘지 않는 것이 밝혀졌다. 따라서, 디스크(115)에 있어서, 보호층(107)의 두께(tc)는 51μm이상인 것이 바람직하다. 또한, 보호층의 두께(tc)는 크면 큰 만큼 표면에 부착된 지문의 영향을 받기 어려워진다. 따라서, 보호층의 두께(tc)는 가능한 한 큰 것이 바람직하다.

<4-8. 각 층의 두께의 보다 구체적인 값>

이상의 결과로부터, 제 1 중간층(105)의 두께(t1) 및 제 2 중간층(106)의 두께(t2)는 각각, 15μm이상이며, 두께의 변동폭은 6μm인 것이 바람직하다. 또한, 중간층끼리의 두께 차이는 1μm이상을 만족하는 것이 바람직하다.

게다가, 가능한 한 보호층의 두께를 두껍게 하기 위해서는, 각 중간층의 두께는 15μm이상 21μm이하, 또는 22μm이상 28μm이하의 범위에 있는 것이 바람직하다. 각 중간층의 두께가 이 범위내이면 상기의 모든 조건을 만족할 수 있다.

종래의 단층 블루레이 디스크 및 2층 블루레이 디스크와의 호환성을 고려한 경우, 3층 디스크(115)에 있어서, 보호층 표면(107a)에서 광학 헤드로부터도 거리가 떨어진 제 1 정보층(102)까지 두께(t3)는 100μm, 표면(107a)으로부터 제 2 정보층(103)까지의 두께(t4)는 75μm인 것이 바람직하다. 이러한 수치는 종래의 2층 디스크에 있어서의 보호층 표면으로부터 제 1 정보층 및 제 2 정보층까지의 두께와 같다. 이와 같이, 3층 디스크내에서, 2층 디스크의 정보층과 동일한 두께 범위내에, 제 1 정보층 및 제 2 정보층이 마련되는 것으로, 3층 디스크에 대한 기록 재생에 대해서, 종래의 드라이브가 큰 변경을 필요로 하지 않고 적용된다.

그 때문에, 제 1 중간층(105)의 두께(t1)가 22μm≤t1≤28μm, 제 2 중간층(106)의 두께(t2)가 15μm≤t2≤21μm의 범위에 있는 것이 바람직하다.

<4-9. 보호층 표면으로부터 정보층까지의 두께, 중간층의 두께, 및 보호층의 두께의 변동폭>

발명자 등은 보호층 표면으로부터 각 정보층까지의 두께에 대해서 어느 정도의 변동폭이 허용될지를 조사하였다. 종래의 단층 구조 및 2층 구조의 블루레이 디스크의 어느 쪽에 있어서도, 보호층 표면으로부터, 광학 헤드에서 더욱 안쪽에 위치하는 제 1 정보층까지의 두께는 100μm이다.

3층 디스크(115)에 있어서도, 제 1 정보층(102)까지의 두께(t3)는 100μm인 것이 바람직하다.

이것은 3층 디스크(115)가 드라이브에 삽입되었을 때, 최초로 포커싱되는 정보층이 제 1 정보층(102)이며, 이 두께가 단층디스크, 2층 디스크와 동일한 두께인 것으로, 호환성이 확보되기 때문이다.

또한, 드라이브는 디스크가 삽입되었을 때, 디스크 표면으로부터 100μm의 두께(깊이)의 위치에서 빔이 가장 좁혀지도록, 미리 수차 보정부에 의한 구면 수차 보정을 행하고 나서, 실제의 포커싱 동작을 행한다. 따라서, 100μm의 위치에서, 빔이 가장 좁혀지도록 수차 보정을 한 상태로 포커싱 동작이 개시되었을 경우에 있어서, 실제의 제 1 정보층(102)의 위치가, 보호층 표면(107a)에서 100μm의 위치로부터 어긋나 있으면, 포커싱에 이용하는 포커스 오차 신호의 진폭의 레벨이 저하한다. 그 결과, 드라이브가 포커싱 동작을 실패할 가능성이 높아진다.

실제로, 발명자 등은 보호층 표면(107a)으로부터 제 1 정보층(102)까지의 두께(t3)를 100μm의 전후에서 변화시킨 경우에, 제 1 정보층(102)에의 포커싱 동작이 안정되어 행할 수 있는 범위를 조사하였다. 그 결과, 두께(t3)가 100μm±6μm의 범위라면, 포커싱에 있어서 문제는 발생하지 않았다. 두께가 100μm로부터 ±6μm이상 어긋나면, 포커스 오차 신호의 레벨이 반이하로 저하하고, 안정된 포커싱 동작이 곤란하였다.

제 2 정보층(103) 및 제 3 정보층(104)에 관해서도, 드라이브는 각 정보층에의 변환 동작을 행할 때, 우선, 보호층 표면(107a)으로부터 각 정보층까지의 두께에 따른 수차 보정을 행하고, 그 후, 층의 변환 동작을 행한다. 수차 보정에 있어서, 각 정보층까지의 두께로서 각 정보층까지의 두께의 중심값이 이용된다. 따라서, 제 2 정보층 및 제 3 정보층에 대해서도, 보호층의 표면으로부터의 두께의 목적에 대해서 ±6μm이상 두께가 어긋나면 안정된 포커싱 동작이 곤란해진다.

이와 같이, 보호층 표면으로부터 각 정보층까지의 두께로서, 수차 보정에 있어서 미리 설정되어 있는 값은 「목표의 중심값」라고 불린다. 또한, 각 중간층의 두께에 있어서는, 보호층 표면으로부터 각 정보층까지의 두께를 목표의 중심값으로 하기 위한, 각 중간층의 두께의 변동폭의 중심도, 「목표의 중심값」이라고 불린다.

이상의 검토 결과로부터, 제 1 중간층(105)의 두께(t1)는 22μm≤t1≤28μm의 범위인 것이 바람직하다. 두께(t1)의 목적의 중심값은 25μm이다.

또한, 제 2 중간층(106)의 두께(t2)는 15μm≤t2≤21μm의 범위인 것이 바람직하다. 두께(t2)가 이 범위에 있을 때, 두께(t2)의 목적의 중심값은 18μm이다.

또한, 보호층 표면(107a)으로부터 제 1 정보층(102)까지의 두께(t3)의 목적의 중심값은 100μm인 것이 바람직하다. 두께(t3)가 이 범위에 있을 때, 보호층(107)의 두께(tc)의 목적의 중심값은 57μm이다.

또한, 보호층 표면(107a)으로부터 제 1 정보층(102)까지의 두께(t3)에 대해서는 목적의 중심값에 대해서 ±6μm의 변동값이 허용된다. 따라서, 두께(t3)의 목적의 중심값이 100μm인 경우, 두께(t3)는 94μm≤t3≤106μm의 범위인 것이 바람직하다.

또한, 보호층 표면(107a)으로부터 제 2 정보층(103)까지의 두께(t4)의 목적의 중심값은 75μm인 것이 바람직하다. 두께(t4)에 대해서는 목적의 중심값에 대해서, ±6μm의 변동값이 허용된다. 따라서, 두께(t4)는 69μm≤t4≤81μm의 범위인 것이 바람직하다.

또한, 보호층 표면(107a)으로부터 제 3 정보층(104)까지의 두께(t5), 즉 보호층(107)의 두께(tc)의 목적의 중심값은 57μm인 것이 바람직하다. 두께(t5)에 대해서는, 목적의 중심값에 대해서 ±6μm의 변동값이 허용된다. 따라서, 두께(t5)는 51μm≤t5≤63μm의 범위인 것이 바람직하다.

또한, 각 중간층(105 및 106) 및 보호층(107)이 상기 두께 범위에 들어가 있으면, 각 중간층끼리의 두께 차이 및 각 중간층과 보호층과의 두께 차이는 1μm이상이 된다. 따라서, 백 포커스 과제의 발생도 방지된다.

다음에, 제 1 중간층, 제 2 중간층, 보호층을 적층하는 것으로 제작한 3층 디스크의 보호층 표면으로부터 각 정보층까지의 두께가 어떻게 변동하는지를 서술한다.

3층 디스크에 있어서, 보호층 표면으로부터 가장 먼 정보층까지의 두께의 목적의 중심값이, 단층 디스크 및 2층 디스크의 수지층과 마찬가지로, 100μm로 설정되었다고 해도, 층수를 늘리면 늘릴수록 매체 전면에 있어서의 두께의 변동폭은 확대된다. 그것은 각 중간층 및 보호층은 개별적으로 제작되기 때문에, 각 층의 두께 변동이 층수의 증가에 수반하여 축적되기 때문이다.

또한, 보호층 표면으로부터 각 정보층까지의 두께가 매체의 최내주부의 두께에 대해서 어떻게 변화할지가 매우 중요해진다. 그 이유는 다음과 같다.

디스크가 드라이브에 삽입되었을 때, 드라이브는 디스크의 최내주부(반경23mm에서 24mm의 사이)에 기록되어 있는 관리 정보를 최초로 읽어들인다. 그때, 드라이브는 반경23mm로부터 24mm의 영역에 있어서, 최적의 구면 수차 보정 및 포커스 오프셋 조정 등을 행하고 나서, 디스크의 그 외의 위치(특히, 데이터 기억 영역)에 있어서, 기록 및/또는 재생을 한다. 이때, 반경24mm보다 외주측의 각 영역에 있어서, 보호층 표면으로부터 각 정보층까지의 두께가, 반경23mm로부터 24mm까지의 영역에 있어서 보호층 표면으로부터 각 정보층까지의 두께에 대해서 크게 다른 경우, 빔이 정확하게 포커싱되지 않기 때문에, 기록 또는 재생의 정밀도에 큰 영향을 미친다. 그 때문에, 보호층 표면으로부터 각 정보층까지의 두께의 변동에 있어서는, 디스크의 반경23mm으로부터 24mm까지의 영역에 있어서의 보호층 표면으로부터 각 정보층까지의 두께 평균값으로부터, 어느 정도의 차이가 허용될지가 중요해진다.

또한, 3층 디스크에 대해서는 전술한 바와 같이, 정보층 1면당 기록 용량을 종래의 2층 디스크보다 크게 하고 싶다고 하는 요망이 있다. 또한, 2층 디스크용 드라이브의 트랙킹 기구 등을, 그 구성을 크게 변경하지 않고, 3층 디스크에도 이용하고 싶다는 요망도 있다. 그래서, 기록 또는 재생에 이용되는 레이저광이 진행될 방향의 선밀도를, 종래의 약 1.3배로 하는 것으로, 1면당 용량을 크게 하는 것이 제안되어 있다.

선밀도가 약 1.3배가 되면, 전술한 바와 같이, 신호 마크의 마크 길이는 종래의 마크 길이보다 25% 짧아진다. 신호 마크가 짧아지면, 빔의 조임 성능이 신호의 기록 및 재생 정밀도에 주는 영향은 매우 커진다. 특히, 최단 마크 등의 짧은 마크는 광헤드가 기록 또는 재생할 수 있는 광학 한계 부근의 크기이기 때문에, 두께 변동에 의해, 빔의 조임 성능이 떨어졌을 경우, 신호 품질이 크게 저하된다. 그 때문에, 3층 디스크에 있어서는, 반경23mm로부터 24mm까지의 영역에 있어서의 두께 평균값에 대한 그 외의 영역의 두께의 불균일은 종래의 2층 디스크보다 고정밀도로 제어되는 것이 요구된다.

종래의 2층 디스크의 두께 불균일에 대해서는, 반경23mm로부터 24mm까지의 두께 평균값에 대해서, 기록 및 재생용 매체로 ±2μm, 재생 전용 매체로 ±3μm까지의 불균일이 허용되고 있다.

먼저 기술한 바와 같이, 중간층 및 보호층은 개별적으로 제작되기 때문에, 각각의 면내의 두께 변동의 분포 차이가, 층이 적층될 때마다 축적된다. 즉, 수지층(중간층 및 보호층)의 적층수가 증가할수록, 매체면내에 있어서의 두께 변동은 커진다. 종래의 2층 디스크의 두께 변동의 제어의 정밀도를 생각하면, 중간층이 1층 증가하여, 수지층수의 합계가 3층이 되면, 두께의 변동은 약 3.5μm정도라고 예측된다. 즉, 두께의 불균일의 폭은 ±3.5μm정도라고 생각된다.

그렇지만, 구면 수차에 관한 설정치는 전술한 바와 같이, 디스크의 반경 23mm로부터 24mm까지의 범위내에서 최적화된다. 따라서, 디스크에 있어서, 두께가 이 범위내의 두께로부터 3.5μm 어긋난 위치에서는 큰 구면 수차가 발생한다. 이러한 큰 구면 수차는 기록 및 재생의 질을 극단적으로 저하시킨다.

도 10은 두께 변동에 의해 발생하는 수차 성분의 계산 결과를 도시한다.

도 10에 도시하는 바와 같이, 두께 변동이 ±3.5μm가 되면, 약 32mλ정도의 수차의 악화가 전망된다. 상기 32mλ의 수차의 악화가 생기면, 드라이브에서 기록 또는 재생할 수 있는 마진이 큰 폭으로 소비되므로, 기록 및 재생의 시스템이 성립되지 않는다. 드라이브가 안정되어 기록 재생을 하기 위해서는 수차 악화는 적어도 25mλ정도로 억제되는 것이 바람직하다. 즉, 두께 변동의 폭은 ±3μm이하인 것이 바람직하다.

그러나, 이와 같이 두께 변동의 폭을 엄밀하게 제어하는 한편으로, 디스크의 제조 방법은 종래의 2층 디스크의 제조 방법을 가능한 한 이용한 것인 것이 바람직하다. 즉, 종래의 제조 방법에 있어서, 수지층의 제작 제도를 향상시키는 것으로, 두께 변동을 소정의 범위내로 억제하는 것이 요구된다.

발명자 등은 수지층을 형성하기 위한 자외선 경화성 수지의 점도 관리, 및 도포 장치의 온도 관리를, 종래의 2층 매체 제작시보다도 엄격하게 했다. 또한, 발명자 등은 도포 공정의 프로그램의 최적화에 의해, 특히, 변동을 일으키기 쉬운 반경 50mm보다 외주측의 두께 변동을 억제했다. 이렇게 하여, 발명자 등은 3층 매체에 있어서의 두께 변동을 원하는 값으로 하는 것에 성공했다.

도 6은 3층 디스크를 150장 제작하고, 보호층 표면으로부터 각 정보층까지의 두께에 대해, 반경 23mm로부터 24mm까지의 영역에 있어서 두께 평균값에 대한 매체 전면(全面)에서의 변동폭을 측정한 결과를 도시한다.

각 제작 매수에 있어서, 보호층 표면으로부터 각 정보층까지의 두께 중, 반경 23mm로부터 24mm의 두께 평균값에 대해 가장 두께가 크게 어긋난 값을 취출(取出)하여, 그것을 두께 불균일의 값으로서 채용하였다. 3층 디스크에 있어서는, 제 1 정보층으로부터 보호층 표면까지는 제 1 중간층, 제 2 중간층, 보호층의 3개의 수지층이 적층되어 있다. 즉, 보호층 표면과 제 1 정보층과의 사이에는 보호층 표면과 제 2 정보층과의 사이보다도, 또한 보호층 표면과 제 3 정보층과의 사이보다, 많은 층이 존재한다. 예를 들면, 보호층 표면과 제 2 정보층과의 사이에는 제 2 중간층 및 보호층의 2개의 수지층이 존재한다. 또한, 보호층 표면으로부터 제 3 정보층까지의 두께는 보호층의 두께 그 자체이다. 따라서, 보호층 표면으로부터 제 1 정보층까지의 두께의 변동은 다른 정보층까지의 두께의 변동에 비해 커지는 경향이 있다.

그러나, 도 6에 도시하는 바와 같이, 보호층 표면으로부터 제 1 정보층까지의 두께의 변동은 반경 23mm로부터 24mm까지의 영역의 평균 두께를 기준으로 한 경우, ±3μm의 변동폭에 들어갔다.

실제로 제작된 3층 디스크 중, 비교적 두께 변동이 큰 것(±3μm의 변동을 가지는 것)에 대해서, 제 1 정보층에 있어서의 신호의 기록 및 재생을 하고, 신호의 질에 대한 평가를 하였다.

구체적으로는, 파장 405nm, NA 0.85의 대물렌즈를 가지는 광학 헤드를 구비한 기록 재생장치에 의해, 선속 7.36m/s로 신호의 기록 및 재생을 하였다. 기록 재생장치는 반경 23mm로부터 24mm까지의 영역에 있어서 층 두께에 맞추어 수차 보정 및 학습을 하였다. 기록 재생장치는 이 수차 보정 및 학습의 결과를 보관 유지한 상태로, 디스크의 반경 24mm로부터 최외주 영역까지 걸쳐 신호를 기록하였다. 그 후, 기록 재생장치는 기록된 신호를 재생하였다. 그 결과, 모든 영역에서, 양호한 신호 품질이 확인되었다. 이 결과로부터, 보호층 표면으로부터 정보층까지의 두께의 변동은 반경 23mm로부터 24mm의 영역의 두께 평균값에 대해 매체면내에서 ±3μm이내의 두께 변동이라면, 기록 및 재생의 특성에 큰 영향은 주지 않는 것이 밝혀졌다.

또한, 도 6에 도시하는 바와 같이, 보호층 표면으로부터 제 2 정보층, 및 보호층 표면으로부터 제 3 정보층의 두께의 변동폭은 보호층 표면으로부터 제 1 정보층까지의 두께의 변동폭에 비해 작게 억제되고 있었다. 또한, 보호층 표면으로부터 제 2 정보층, 및 보호층 표면으로부터 제 3 정보층의 두께의 변동폭은 반경 23mm로부터 24mm의 영역에 있어서 두께의 평균값과 비교하여, 모두 ±3μm이하였다. 또한, 제 2 및 제 3 정보층에 있어서도 신호의 기록 및 재생을 하였지만, 양호한 결과를 얻을 수 있었다.

또한, 본 실험에서는 1면당 33.4GB의 용량으로 신호의 질에 대한 평가를 하였다. 단, 1면당 32GB이상의 용량 등, 33.4GB미만의 용량에 있어서도, 마찬가지의 두께 제어에 의해 높은 질의 신호의 기록 및 재생이 실현된다. 또한, 모든 정보층의 기록 밀도는 동일하여도 좋고, 또한 어느 쪽의 정보층의 기록 밀도가 다른 정보층의 기록 밀도와 달라져 있어도 좋다. 또한, 모든 정보층에 있어서 기록 밀도가 서로 달라져 있어도 좋다.

〔5. 주요 파라미터〕

본 발명이 적용되는 기록 매체의 일례로서, 블루레이 디스크(BD)나 다른 규격의 광디스크가 있다. 이하는, BD에 관한 설명이다. BD에는 기록막의 특성에 따라, 재생 전용형인 BD-ROM, 추기 기록형이면서 라이트원스(write once)형인 BD-R, 개서 기록형인 BD-RE 등의 타입이 있다. 본 발명은 BD나 다른 규격의 광디스크에 있어서의 ROM(재생 전용형), R(추기형·라이트원스형), RE(개서형)의 어느 타입의 기록 매체에도 적용 가능하다. 블루레이 디스크의 주된 광학 상수와 물리 포맷에 대해서는, 「블루레이 디스크 독본」(오움사 출판)이나 블루레이 어소시에이션의 홈페이지(http://www.blu-raydisc.com/)에 게재되고 있는 화이트 페이퍼에 개시되어 있다.

BD의 신호의 기록 및 재생에는 파장이 대략 405nm(표준값 405nm에 대해서 오차 범위의 허용치를 ±5nm로 하면, 400-410nm)의 레이저광 및 개구수(NA:Numerical Aperture)가, 대략 0.85의 대물렌즈가 이용된다. 표준값 0.85에 대해서, ±0.01의 오차 범위가 허용되는 경우, 대물렌즈의 NA는 0.84~0.86의 범위로 설정된다.

BD의 트랙피치는 대략 0.32μm이다. 트랙피치의 표준값 0.320μm에 대해서, ±0.010μm의 오차 범위가 허용되는 경우, 트랙피치는 0.310~0.330μm의 범위로 설정된다. 종래의 BD에는 1층 또는 2층의 정보층이 마련되어 있다. 정보층의 기록면은 레이저 입사측으로부터 한 면 1층 혹은 한 면 2층의 구성이다. BD의 보호층의 표면으로부터 기록면까지 거리는 75μm~100μm이다.

기록 신호의 변조 방식으로서는 17PP 변조가 이용된다. 기록되는 마크의 최단 마크(2T 마크:T는 기준 클럭의 주기(소정의 변조측에 의해 마크를 기록하는 경우에 있어서, 변조의 기준 주기))의 마크 길이는 O.149μm(또는, 0.138μm)(채널 비트 길이:T가 74.50nm(또는, 69.00nm))이다. 기록 용량은 편면 단층 25GB(또는27GB)(보다 상세하게는, 25.025GB(또는 27.020GB)), 또는 편면 2층 50GB(또는, 54GB)(보다 상세하게는, 50.050GB(또는, 54.040GB))이다.

채널 클럭 주파수는 표준 속도(BD1x)의 전송율에서는 66MHz(채널 비트율66.OOOMbit/s)이며, 4배속(BD4x)의 전송율에서는 264MHz(채널 비트율264.OOOMbit/s), 6배속(BD6x)의 전송율에서는 396MHz(채널 비트율 396.OOOMbit/s)이며, 8배속(BD8x)의 전송율에서는 528MHz(채널 비트율528.OOOMbit/s)이다.

표준 선 속도(기준선 속도, 1x)는 4.917m/sec(또는, 4.554m/sec)이다. 2배(2x), 4배(4x), 6배(6x) 및 8배(8x)의 선 속도는 각각, 9.834m/sec, 19.668m/sec, 29.502m/sec 및 39.336m/sec이다. 표준 선 속도보다 높은 선 속도는 일반적으로는 표준 선 속도의 양의 정수배이지만, 정수에 한정되지 않고, 정의 실수 배이라도 좋다. 또한, 0.5배(0.5x)등, 표준 선 속도보다 늦은 선 속도도 채용될 수 있다.

또한, 상기는 이미 상품화가 진행되고 있는, 주로 1층당 약 25GB(또는 약27GB)의 1층 또는 2층의 BD에 관한 것이지만, 더욱이 대용량화로서 1층당 기록 용량을 대략 32GB 또는 대략 33.4GB로 한 고밀도의 BD나, 층수를 3층 또는 4층으로 한 BD도 검토되고 있고, 이후는 그것들에 관한 설명이다.

〔6. 다층에 대해〕

레이저광을 보호층의 옆에서 입사하여 정보가 재생 및/또는 기록되는 한 면 디스크로 하면, 정보층을 2층 이상으로 하는 경우, 기판과 보호층의 사이에는 복수의 정보층이 마련된다. 그 경우에 있어서의 다층 디스크의 구성예를 도 18에 도시한다.

도 18에 도시된 디스크(510)는, (j+1)층의 정보층(502)을 가진다(j는 O이상의 정수). 디스크(510)의 구성을 구체적으로 설명하면, 디스크(510)에는 레이저광(505)이 입사되는 측의 표면으로부터 순서대로, 커버층(보호층, 501), (j+1)매의 정보층(Lj~L0층, 502), 그리고 기판(500)이 적층되어 있다. 또한, (j+1)매의 정보층(502)의 층 사이에는 광학적 완충재로서 작용하는 중간층(503)이 삽입되어 있다. 즉, 정보층(502)에 있어서, 광입사면으로부터 소정의 거리를 멀리하여 가장 안쪽의 위치(광원으로부터 가장 먼 위치)에 기준층(L0)이 마련되고, 기준층(L0)에서 광입사 면측에, 정보층(L1, L2, ···, Lj)이 층수를 늘리도록 적층되어 있다. 「광입사면」은 「보호층 표면」이라고 바꾸어 말할 수 있다.

여기서, 단층 디스크와 비교하면, 다층 디스크(510)에 있어서 광입사면으로부터 기준층(LO)까지의 거리(t51)를 단층 디스크에 있어서의 광입사면으로부터 정보층까지의 거리와 거의 동일하게(예를 들면, 0.1mm정도) 하여도 좋다. 이와 같이, 층의 수에 관련되지 않고 최오층(最奧層, 최원층)까지의 거리를 일정하게 하는(즉, 단층 디스크에 있어서의 경우와 거의 같은 거리로 하는) 것으로, 단층인가 다층인가에 관련되지 않고 기준층에의 액세스에 관한 호환성을 유지할 수 있다. 또한, 층수의 증가에 수반되는 틸트 영향의 증가를 억제하는 것이 가능해진다. 틸트 영향의 증가를 억제하는 것이 가능하게 되는 것은, 최오층이 가장 틸트의 영향을 받지만, 최오층까지의 거리를 단층 디스크와 거의 같은 거리로 하는 것으로, 층수가 증가하여도 최오층까지의 거리가 증가하는 것이 없어지기 때문이다.

또한, 스포트의 진행 방향(재생 방향)에 관해서는, 패러렐·패스 또는 오퍼짓·패스라고 하여도 좋다.

패러렐·패스에서는 모든 층에 있어서, 재생 방향이 동일하다. 즉, 스포트는 전층에서 내주로부터 외주로, 또는 전층에서 외주로부터 내주로 진행한다.

한편, 오퍼짓·패스에서는 1개의 층과 그 층에 인접하는 층으로, 재생 방향이 역으로 된다. 즉, 기준층(L0)에 있어서의 재생 방향이 내주로부터 외주로 향하는 방향인 경우, 정보층(L1)에 있어서의 재생 방향은 외주로부터 내주로 향하는 방향이며, 정보층(L2)에 있어서의 재생 방향은 내주로부터 외주로 향하는 방향이다. 즉, 재생 방향은 Lm(m은 O 및 짝수)에서는 내주로부터 외주로 향하는 방향이며, L(m+1)에서는 외주로부터 내주로 향하는 방향인지, 또는, Lm(m은 O 및 짝수)에서는 외주로부터 내주로 향하는 방향이며, L(m+1)에서는 내주로부터 외주로 향하는 방향이다.

보호층(커버층)의 두께는 개구수(NA)가 오르는 것으로 초점거리가 짧아짐에 수반하여, 또한 틸트에 의한 스포트 왜곡의 영향을 억제할 수 있도록, 보다 얇게 설정된다. 개구수(NA)는 CD에서는 0.45, DVD에서는 0.65인 것에 대하여, BD에서는 대략 0.85로 설정된다. 예를 들면, 기록 매체의 총 두께 1.2mm정도 중, 보호층의 두께가 10~200μm라도 좋다. 보다 구체적으로는, 1.1mm정도의 기판에 단층디스크라면 O.1mm정도의 투명 보호층, 2층 디스크라면 0.075mm정도의 보호층 및 0.025mm정도의 중간층(Spacer Layer)이 설치되어도 좋다. 3층 이상의 디스크라면, 보호층 및/또는 중간층의 두께는 더욱이 얇아진다.

〔7. 1층~4층 디스크의 각 구성예〕

단층 디스크의 구성예를 도 19에, 2층 디스크의 구성예를 도 20에, 3층 디스크의 구성예를 도 21에, 4층 디스크의 구성예를 도 22에 도시한다.

도 19~도 22의 디스크(511~514)에 있어서는, 정보층의 층수에 관계없이 광입사면으로부터 기준층(LO)까지의 두께(거리)가 일정하다.

모든 디스크(511~514)에 있어서, 디스크의 총 두께는 대략 1.2mm이다. 또한, 디스크(511~514)가 라벨 인쇄 등의 다른 구성을 포함하는 경우, 디스크의 총 두께는 바람직하게는 1.40mm이하이다.

또한, 모든 디스크(511~514)에 있어서, 기판(500)의 두께는 대략 1.1mm, 광입사면으로부터 기준층(LO)까지의 거리는 대략 0.1mm이다. 도 19의 단층 디스크(도 18에 있어서 j=O의 경우)에 있어서는, 커버층(5011)의 두께는 대략 0.1mm이다. 또한, 도 20의 2층 디스크(도 18에 있어서 j=1의 경우)에 있어서는, 커버층(5012)의 두께는 대략 0.075mm이며, 중간층(5302)의 두께는 대략 0.025mm이다. 또한, 도 21의 3층 디스크(도 18에 있어서 j=2의 경우)나, 도 22의 4층 디스크(도 18에 있어서 j=3의 경우)에 있어서는 각 층의 두께는 전술한 바와 같다.

〔8. 디스크의 그 외의 구성〕

<8-1. 기록 용량>

이상에서 서술한 디스크는 도 23에 도시하는 물리적 구성을 가지고 있어도 좋다. 도 23의 원반 형상의 디스크(231)에는, 예를 들어 동심원 형상 또는 스파이럴 형상으로 다수의 트랙(232)이 형성되어 있다. 각 트랙(232)에는 세세하게 나누어진 다수의 섹터가 형성되어 있다. 또한, 후술하는 바와 같이, 각 트랙(232)에는 미리 정해진 사이즈의 블록(233)을 단위로서 데이터가 기록된다.

디스크(231)는 종래의 광디스크(예를 들어, 25GB의 BD)보다 정보층(1층)당 기록 용량이 확장되어 있다. 기록 용량의 확장은 기록 선(線) 밀도를 향상시키는 것에 의해 실현되어 있고, 예를 들어 광디스크에 기록되는 기록 마크의 마크 길이를 보다 짧게 하는 것에 의해 실현된다. 여기서, 「기록 선 밀도를 향상시킨다」는 것은, 채널 비트 길이를 짧게 하는 것을 의미한다. 이 채널 비트란, 기준 클럭의 주기 T(소정의 변조측에 의해 마크를 기록하는 경우에 있어서의, 변조의 기준 주기 T)에 상당하는 길이이다.

또한, 디스크(231)는 다층화되어 있어도 좋다. 단, 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 1개의 정보층만 언급한다.

또한, 복수의 정보층을 가지는 디스크에 있어서, 각 정보층에 마련된 트랙의 폭이 동일한 경우, 층마다 마크 길이가 다르고, 동일층 중에서는 마크 길이가 한결같은 것으로, 층마다 기록 선 밀도가 차이가 나도 좋다.

트랙(232)은 데이터의 기록 단위(64kB)(킬로바이트) 마다 블록으로 나눌 수 있다. 블록에는 순서대로 블록 주소값이 할당되어 있다. 블록은 소정 길이의 서브 블록으로 분할되고, 3개의 서브 블록으로 1블록을 구성하고 있다. 서브 블록에는 앞에서부터 순서대로 O에서 2까지의 서브 블록 번호가 할당되어 있다.

<8-2. 기록 밀도>

다음에, 기록 밀도에 대해, 도 24~도 28을 이용하여 설명한다.

도 24는 25GB의 BD의 일례인 BD(124)를 도시한다. 도 24에 도시하는 BD의 기록 재생장치에서는 레이저(123)의 파장은 405nm, 대물렌즈(220)의 개구수(NA)는 0.85이다.

DVD와 마찬가지로, BD에 있어서도, 기록 데이터는 광디스크의 트랙(232)상에 물리 변화의 마크열로서 기록된다. BD(124)의 마크열에는, 부호 "120" 및 "121"이 각각 부여된 마크가 포함된다. 이 마크열 중에서 가장 길이가 짧은 마크를 「최단 마크」라고 한다. 도 24에서는 마크(121)가 최단 마크이다.

BD(124)에 있어서는, 기록 용량이 25GB이며, 최단 마크(121)의 물리적 길이는 0.149μm이다. 이 최단 마크 길이는 DVD의 최단 마크 길이의 약 1/2.7에 상당한다. 이 최단 마크 길이는 광학계의 파장 파라미터(405nm)와 NA파라미터(0.85)를 바꾸어, 레이저의 분해 성능을 올려도, 광 빔이 기록 마크를 식별 가능한 한계인 광학적인 분해 성능의 한계에 가깝다.

도 26은 트랙 상에 기록된 마크열에 레이저 빔이 조사되고 있는 모습을 도시한다. BD에서는 상기 광학계 파라미터에 의해, 레이저 스포트(3O)는 약 0.39μm가 된다. 광학계의 구조를 바꾸지 않고 기록 선 밀도를 향상시키는 경우, 레이저 스포트(30)의 스포트 지름에 대해서 기록 마크가 상대적으로 작아지기 때문에, 재생의 분해 성능은 나빠진다.

예를 들어, 도 24b는 25GB의 BD보다 고기록 밀도의 BD의 예를 도시한다. 상기 BD의 기록 재생장치에서는 레이저(123)의 파장은 405nm, 대물렌즈(220)의 NA는 0.85이다. 상기 디스크의 마크열(126 및 127) 중, 최단 마크(127)의 물리적 길이는 0.1115μm이다. 도 24와 비교하면, 도 25의 구성에서는 스포트 지름은 동일한 약 0.39μm인 한편, 기록 마크가 상대적으로 작고, 또한, 마크 간격도 좁기 때문에, 재생의 분해 성능은 나쁘다.

레이저 빔으로 기록 마크를 재생한 경우의 재생 신호의 진폭은 기록 마크가 짧아지는 것에 따라 저하하고, 광학적인 분해 성능의 한계에서 제로가 된다. 상기 기록 마크 주기의 역수를 공간 주파수라고 하고, 공간 주파수와 신호 진폭의 관계를 OTF(Optical Transfer Function)라고 한다. 신호 진폭은 공간 주파수가 높아지는 것에 따라 거의 직선적으로 저하한다. 신호 진폭이 제로가 되는 재생의 한계 주파수를, OTF 컷오프(cutoff)라고 한다.

도 27은 25GB 기록 용량의 경우의 OTF와 최단 기록 마크와의 관계를 도시하는 그래프이다. BD의 최단 마크의 공간 주파수는 OTF 컷오프의 80% 정도이며, OTF 컷오프에 가깝다. 또한, 최단 마크의 재생 신호의 진폭도 검출 가능한 최대 진폭의 약 10% 정도로 매우 작아지고 있는 것을 알 수 있다. BD의 최단 마크의 공간 주파수가 OTF 컷오프에 매우 가까운 경우, 즉, 재생 진폭이 거의 나오지 않는 경우의 BD의 기록 용량은 약 31GB이다. 최단 마크의 재생 신호의 주파수가, OTF 컷오프 주파수 부근이거나, 또는 그것을 넘는 주파수이라면, 주파수가 레이저의 분해 성능의 한계이거나, 또는 한계를 넘으므로, 재생 신호의 재생 진폭이 작아지고, SN비가 급격하게 열화 한다.

그 때문에, 도 25의 고기록 밀도 광디스크(125)의 기록 선 밀도는 재생 신호의 최단 마크의 주파수가, OTF 컷오프 주파수 부근인 경우로부터, OTF 컷오프 주파수 이상인 경우까지의 사이로 상정된다. 또한, 최단 마크의 주파수가 OTF 컷오프 주파수 부근인 경우란, OTF 컷오프 주파수 이하이지만, OTF 컷오프 주파수를 크게 밑돌지 않는 경우도 포함한다.

도 28은 최단 마크(2T)의 공간 주파수가 OTF 컷오프 주파수보다 높고, 또한, 2T의 재생 신호의 진폭이 O일 때의, 신호 진폭과 공간 주파수와의 관계의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 28에 있어서, 최단 마크 길이의 2T의 공간 주파수는 OTF 컷오프 주파수의 1.12배이다.

<8-3. 파장, 개구수, 마크 길이>

또한, 고기록 밀도의 디스크에 있어서의 파장과 개구수와 마크 길이/스페이스 길이와의 관계는 이하와 같다.

최단 마크 길이를 TMnm, 최단 스페이스 길이를 TSnm으로 하였을 때, (최단 마크 길이+최단 스페이스 길이)를 "P"로 나타내면, P는 (TM+TS)nm이다. 17 변조의 경우, P=2T+2T=4T이다. 레이저 파장λ(405nm±5nm, 즉 400~410nm), 개구수(NA)(0.85±0.01 즉, 0.84~0.86), 최단 마크+최단 스페이스 길이 P(17 변조의 경우, 최단 길이는 2T가 되기 때문에, P=2T+2T=4T)의 3개의 파라미터를 이용하면,

P≤λ/2NA

가 될 때까지 기준 T가 작을 때, 최단 마크의 공간 주파수는 OTF 컷오프 주파수 이상이다.

NA=0.85, λ=405로 했을 때의, OTF 컷오프 주파수에 상당하는 기준 T는,

T=405/(2x0.85)/4=59.558nm

이다. 또한, 역으로, P>λ/2NA인 경우는 최단 마크의 공간 주파수는 OTF 컷오프 주파수보다 낮다.

이와 같이, 기록 선 밀도가 오르는 것만으로도, 광학적인 분해 성능의 한계에 의해, SN비가 열화한다. 따라서, 정보층의 다층화에 의한 SN비 열화는 시스템 마진의 관점에서, 허용할 수 없는 경우가 있다. 특히, 위에서 설명한 바와 같이, 최단 마크의 주파수가, OTF 컷오프 주파수를 넘는 근처에서, SN비 열화가 현저하게 된다.

또한, 이상에서는 최단 마크의 재생 신호의 주파수와 OTF 컷오프 주파수를 비교하여 기록 밀도에 관해서 서술한 것이지만, 더욱 고밀도화가 진행되었을 경우에는, 다음의 최단 마크(더욱이 다음다음의 최단 마크(더욱이 다음의 최단 마크 이상의 기록 마크))의 재생 신호의 주파수와 OTF 컷오프 주파수와의 관계에 의해, 이상과 같은 원리에 근거하여, 각각에 대응한 기록 밀도(기록 선 밀도, 기록 용량)가 설정되어도 좋다.

<8-4. 기록 밀도 및 층수>

파장 405nm, NA 0.85 등의 스펙을 가지는 기록 재생장치에 적용되는 BD에 있어서, 1층당 구체적인 기록 용량으로서는 최단 마크의 공간 주파수가 OTF 컷오프 주파수 부근인 경우에 있어서, 예를 들면, 대략 29GB(예를 들면, 29.OGB±0.5GB, 혹은 29GB±1GB 등) 혹은 그 이상, 또는 대략 30GB(예를 들면, 30.0GB±0.5GB, 혹은 30GB±1GB 등) 혹은 그 이상, 또는 대략 31G(예를 들면, 31.OGB±0.5GB, 또는 31GB±1GB 등) 혹은 그 이상, 또는 대략 32GB(예를 들면, 32.OGB±0.5GB, 혹은 32 GB±1GB 등) 혹은 그 이상, 등을 상정하는 것이 가능하다.

또한, 최단 마크의 공간 주파수가 OTF 컷오프 주파수 이상인 경우에 있어서, 1층당 기록 용량으로서는 예를 들면, 대략 32GB(예를 들면, 32.OGB±0.5GB, 혹은 32GB±1GB 등) 혹은 그 이상, 또는 대략 33GB(예를 들면, 33.OGB±0.5GB, 혹은 33 GB±1GB 등) 혹은 그 이상, 또는 대략 33.3GB(예를 들면, 33.3GB±0.5GB, 혹은 33.3GB±1GB 등) 혹은 그 이상, 또는 대략 33.4GB(예를 들면, 33.4GB±0.5GB, 혹은 33.4GB±1GB 등) 혹은 그 이상, 또는 대략 34GB(예를 들면, 34.OGB±0.5GB, 혹은 34GB±1GB 등) 혹은 그 이상, 또는 대략 35GB(예를 들면, 35.OGB±0.5GB, 혹은 35 GB±1GB 등) 혹은 그 이상, 등을 상정하는 것이 가능하다.

특히, 기록 밀도가 대략 33.3GB인 경우, 3층에서 약 100GB(99.9GB)의 기록 용량이 실현되고, 대략 33.4GB로 하면 3층에서 100GB이상(100.2GB)의 기록 용량이 실현된다. 이것은 25GB의 BD를 4층으로 한 경우의 기록 용량과 거의 같게 된다. 예를 들면, 기록 밀도를 33GB로 했을 경우, 33×3=99GB로 100GB와의 차이는 1GB(1 GB이하), 34GB로 했을 경우, 34×3=102GB로 100GB와의 차이는 2GB(2GB이하), 33.3 GB로 했을 경우, 33.3×3=99.9GB로 100GB와의 차이는 0.1GB(0.1GB이하), 33.4GB로 했을 경우, 33.4×3=100.2GB로 100GB와의 차이는 0.2GB(0.2 GB이하)가 된다.

또한, 밀도가 큰 폭으로 확장되면, 전술한 바와 같이, 최단 마크의 재생 특성의 영향에 의해, 정확한 재생이 어려워진다. 그래서, 기록 밀도의 대폭적인 확장을 억제하면서, 또한 100GB이상을 실현하는 기록 밀도로서는 대략 33.4GB가 현실적이다.

여기서, 디스크의 구성을 1층당 25GB의 4층 구조로 하거나, 1층당 33~34GB의 3층 구조로 하는지가 문제가 된다.

다층화에는 각 정보층에 있어서의 재생 신호 진폭의 저하(SN비의 열화)나, 다층 미광(인접하는 정보층으로부터의 신호)의 영향 등이 수반된다. 그 때문에, 25GB의 4층 디스크보다, 층수가 보다 적은 33~34GB의 3층 디스크가 그러한 미광의 영향을 극력 억제하면서, 약 100GB의 기록 용량을 보다 용이하게 실현할 수 있다.

그 때문에, 다층화를 극력 피하면서 약 100GB를 실현하고 싶은 디스크의 제조자는 33~34GB의 3층화를 선택할 것이다. 한편, 종래의 포맷(기록 밀도 25GB)인 채 약 100GB를 실현하고 싶은 디스크 제조자는 25GB의 4층화를 선택할 것이다. 이와 같이, 다른 목적을 가지는 제조자는 각각 다른 구성에 의해, 각각의 목적을 실현할 수 있다. 이와 같이, 디스크의 3층화 및 4층화는 디스크 설계에 자유도를 줄 수 있다.

또한, 기록 밀도가 30~32GB정도이라면, 3층 디스크에서는 기록 용량이 90~96 GB정도이며, 100GB에 닿지 않는다. 이것에 대해서, 4층 디스크에 의하면, 120GB이상이 실현된다. 기록 밀도가 대략 32GB인 4층 디스크는 약 128GB의 기록 용량을 실현할 수 있다. 상기 128이라고 하는 숫자는 컴퓨터로 처리하는데 편리한 2의 거듭제곱(2의 7승)에 정합(整合)한 수치이기도 하다. 그리고, 약 100GB를 실현하는 기록 밀도를 가지는 3층 디스크와, 이 4층 디스크를 비교하면, 3층 디스크에 있어서 최단 마크에 요구되는 재생 특성보다, 4층 디스크에 있어서 최단 마크에 요구되는 재생 특성이 어렵지 않다.

그래서, 기록 밀도의 확장에 있어서는, 기록 밀도가 서로 다른 복수의 층(예를 들면, 대략 32GB와 대략 33.4GB 등)을 가지는 디스크에 의해, 디스크의 제조자에 대해서, 설계의 자유도가 부여된다. 즉, 복수 종류의 기록 밀도와 층수와의 조합이 설계의 자유도를 실현한다. 예를 들면, 다층화의 영향을 억제하면서 대용량화를 도모하고 싶은 제조자는 33~34GB의 3층화에 의한 약 100GB의 3층 디스크를 선택할 수 있다. 다른 한편, 재생 특성의 영향을 억제하면서 대용량화를 도모하고 싶은 제조자는 30~32GB의 4층화에 의한 약 120GB이상의 4층 디스크를 선택할 수 있다.

〔9. 그 외의 실시 형태〕

광정보 기록 매체 전체의 지름 및 두께, 광정보 기록 매체에 포함되는 각 층의 두께 및 소재, 및 제조 방법 등은 이상에서 서술한 구체적인 구성으로 한정되는 것은 아니고, 변경 가능하다.

예를 들면, 이상의 구성은 추기형, 재생 전용형, 라이트 온스형, 개서 기록형 등의 각종 기록 매체에 적용 가능하다. 또한, 이상의 기재에서는 주로 3층 또는 4층의 디스크에 대해 논해지고 있지만, 정보층의 층수가 5이상인 광정보 기록 매체에도, 이상에 기재된 구성은 적용 가능하다. 즉, 광정보 기록 매체는 n개의 정보층(n는 3이상의 정수)을 구비할 수 있다.

즉, 광정보 기록 매체는 하기 [1]~[7] 및 [9]~[12]의 구성이라도 좋다.

또한, 기록 재생장치는 전술한 구체적인 구성으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 레이저 광원은 다른 광원으로 치환 가능하고, 광원으로부터 출사되는 광의 파장, 대물렌즈의 개구수 등도 구체적인 수치로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 기록 재생장치는 하기 [8]과 같이 표현되어도 좋다.

[1] 원반 형상의 광정보 기록 매체로서,

기판과,

상기 기판상에 적층된 제 1~제 n 정보층(n는 3이상의 정수)과,

제 k 정보층과 제(k+1) 정보층의 사이에 설치된 제 k 중간층(k=1, 2,···, n-1)과,

제 n 정보층 상에 설치된 보호층을 구비하고,

상기 보호층 표면으로부터 각각의 상기 정보층까지의 두께의 변동폭은, 상기광정보 기록 매체의 중심으로부터 반경 23mm로부터 반경 24mm까지의 범위에 있어서의 상기 두께의 평균값에 대해서 ±3μm이하인 광정보 기록 매체.

[2] 상기 광정보 기록 매체는 광을 이용한 정보의 재생이 가능한 영역을 구비하고,

상기 영역의 어느 위치에 있어서나, 각각의 상기 중간층의 두께와 상기 보호층의 두께의 차가, 1μm이상인, 상기 [1]에 기재된 광정보 기록 매체.

[3] 상기 광정보 기록 매체는 광을 이용한 정보의 재생이 가능한 영역을 구비하고,

상기 영역의 어느 위치에 있어서나, 상기 제 1~제 n 중간층의 두께의 합계와 상기 보호층의 두께와의 차이가, 1μm이상인, 상기 [1] 또는 [2] 중 어느 하나에 기재된 광정보 기록 매체.

[4] 상기 제 1 중간층의 두께가, 22μm이상, 28μm이하이며, 상기 제 2 중간층의 두께가, 15μm이상, 21μm이하인, 상기 [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 광정보 기록 매체.

[5] 상기 보호층 표면으로부터 상기 제 1 정보층까지의 두께가 94μm이상, 106μm이하인, 상기 [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 광정보 기록 매체.

[6] 상기 보호층 표면으로부터 상기 제 2 정보층까지의 두께가, 69μm이상, 81μm이하인, 상기 [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 기재된 광정보 기록 매체.

[7] 상기 보호층 표면으로부터 상기 제 3 정보층까지의 두께가 51μm이상, 63μm이하인, 상기 [1] 내지 [6] 중 어느 하나에 기재된 광정보 기록 매체.

[8] 상기 [1] 내지 [7] 중 어느 하나에 기재된 광정보 기록 매체에 정보를 기록하고, 및/또는 상기 광정보 기록 매체에 기록된 정보를 재생하는 장치로서,

파장 400nm이상 410m이하의 레이저 광원과,

NA 0.85±0.01의 대물렌즈와,

상기 보호층의 표면으로부터, 상기 제 1~제 n 정보층 중, 레이저광이 조사되는 정보층까지의 두께에 따라 구면 수차를 보정하는 구면 수차 보정부를 구비하는 기록 재생장치.

[9] 두께 1.1mm의 기판과, 1개이상의 정보층과, 두께 0.1mm이하의 보호층을 가지고, 개구수 0.84~0.86의 대물렌즈를 개재하여, 파장 400~410nm의 레이저광이 조사됨으로써, 상기 정보층에 기록된 정보가 재생되는 BD방식의 기록 매체 중, 3개의 정보층을 가지는 3층 디스크로서,

BD 방식의 기록 매체 중, 1개의 정보층을 가지는 단층 디스크의 기록 용량을, 또는, 2개의 정보층을 가지는 2층 디스크의 1층당 기록 용량을, a(GB)로 하고(a는 O이상의 실수), 당해 3층 디스크의 1층당 기록 용량을, b(GB)로 했을 경우(b는 O이상의 실수),

a<b, 또한, 4a≒3b

의 조건을 만족하는 3층 디스크.

[10]

┃3b-4a┃≤2

의 조건을 만족하는 청구항 zD3-0에 기재된 3층 디스크.

[11] 두께 1.1mm의 기판과, 1개이상의 정보층과, 두께 0.1mm이하의 보호층을 가지고, 개구수 0.84~0.86의 대물렌즈를 개재하여, 파장 400~410nm의 레이저광이 조사됨으로써, 상기 정보층에 기록된 정보가 재생되는 BD방식의 기록 매체 중, 4개의 정보층을 가지는 4층 디스크로서,

상기 BD방식의 기록 매체 중, 3개의 정보층을 가지는 3층 디스크의 1층당 기록 용량을, b(GB)로 하고(b는 O이상의 실수), 당해 4층 디스크의 1층당 기록 용량을, c(GB)로 했을 경우(c는 O이상의 실수),

c<b, 또한, 3b<4c

의 조건을 만족하는, 4층 디스크.

[12] 3c<100, 또한, 4c는 2의 거듭제곱

의 조건을 만족하는, [11]에 기재된 4층 디스크.

이상, 모든 실시 형태에 있어서, 「이상」, 「이하」, 「~」, 「··으로부터 ··까지」의 표기는 경계의 수치를 포함한다. 또한, 이상에 서술된 「정보층」은 「기록층」 또는 「정보 기록층」이라고 바꾸어 말할 수 있다.

101: 기판 102: 제 1 정보층
103: 제 2 정보층 104: 제 3 정보층
105: 제 1 중간층 106: 제 2 중간층
107: 보호층 107a: 보호층 표면
108: 대물렌즈 109: 기록 재생광
110: 수차 보정부 111: 레이저 광원
112: 편광 빔분할기 114: 광검출기
115: 디스크(광정보 기록 매체)
116: 광학 헤드 201: 기판
202: 제 1 정보층 203: 제 2 정보층
204: 제 3 정보층 205: 제 N 정보층
206: 대물렌즈 207: 레이저광
301: 읽어내야 할 정보광의 광로
302: 제 3 정보층에 포커싱되는 미광의 광로
303: 읽어내야 할 정보광의 광로
304: 보호층 표면에 포커싱되는 미광의 광로
305: 읽어내야 할 정보광의 광로
306: 다른 정보층에 포커싱되지 않는 미광의 광로
307: 다른 정보층에 포커싱되지 않는 미광의 광로
510, 511, 512, 513, 514, 230: 디스크(광정보 기록매체)
501, 5011, 5012, 5013, 5014: 커버층(보호층)
502: 정보층 503, 5032, 5033, 5034: 중간층
701: 기판 702: 제 2 정보층
703: 제 3 정보층 704: 제 2 중간층
705: 보호층 706: 대물렌즈
707: 기록 재생광 708: 수차 보정 수단
1201: 제 1 정보층 1202: 제 2 정보층
1203: 제 3 정보층 1204: 보호층
1204a: 보호층 표면 1205: 읽어내야 할 정보광의 광로
1206: 제 3 정보층에 포커싱되는 미광의 광로
1207: 읽어내야 할 정보광의 광로
1208: 다른 정보층에 포커싱되지 않는 미광의 광로
1209: 읽어내야 할 정보광의 광로
1210: 제 2 정보층에 포커싱되어, 5회 반사로 되돌아 오는 미광의 광로
1401: 제 1 정보층 1402: 제 2 정보층
1403: 제 3 정보층 1404: 보호층
1404a: 보호층 표면 1405: 읽어내야 할 정보광의 광로
1406: 미광의 광로 1701: 디스크(광정보 기록 매체)
1702: 광학 헤드 1703: 광원
1704: 레이저광(기록광, 재생광)
1705: 콜리메이트 렌즈 1706: 편광 빔분할기
1707: 4분의1 파장판 1708: 대물렌즈
1709: 조리개 1711: 실린드리컬 렌즈
1712: 광검출기

Claims (12)

1. 원반 형상의 광정보 기록 매체로서,
   기판과,
   상기 기판상에 적층된 제 1 내지 제 n 정보층(n은 3이상의 정수)과,
   제 k 정보층과 제 (k+1) 정보층의 사이에 설치된 제 k 중간층(k=1, 2,···, n-1)과,
   제 n 정보층 상에 설치된 보호층을 구비하고,
   상기 보호층 표면으로부터 각각의 상기 정보층까지의 두께의 변동폭은, 상기광정보 기록 매체의 중심으로부터 반경 23mm에서 반경 24mm까지의 범위에 있어서의 상기 두께의 평균값에 대해서 ±3μm이하인, 광정보 기록 매체.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 광정보 기록 매체는 광을 이용한 정보의 재생이 가능한 영역을 구비하고,
   상기 영역의 어느 위치에 있어서나, 각각의 상기 중간층의 두께와 상기 보호층의 두께의 차가, 1μm이상인, 광정보 기록 매체.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 광정보 기록 매체는, 광을 이용한 정보의 재생이 가능한 영역을 구비하고,
   상기 영역의 어느 위치에 있어서나, 상기 제 1 내지 제 n 중간층의 두께의 합계와 상기 보호층의 두께의 차가, 1μm이상인, 광정보 기록 매체.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제 1 중간층의 두께가, 22μm이상 28μm이하이며,
   상기 제 2 중간층의 두께가, 15μm이상 21μm이하인,
   광정보 기록 매체.
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 보호층 표면으로부터 상기 제 1 정보층까지의 두께가, 94μm이상 106μm이하인, 광정보 기록 매체.
6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 보호층 표면으로부터 상기 제 2 정보층까지의 두께가, 69μm이상 81μm이하인, 광정보 기록 매체.
7. 청구항 1 항 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 보호층 표면으로부터 상기 제 3 정보층까지의 두께가, 51μm이상 63μm이하인, 광정보 기록 매체.
8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 광정보 기록 매체에 정보를 기록하고, 및/또는 상기 광정보 기록 매체에 기록된 정보를 재생하는 장치로서,
   파장 400nm이상 410m이하의 레이저 광원과,
   NA 0.85±0.01의 대물렌즈와,
   상기 보호층의 표면으로부터, 상기 제 1 내지 제 n 정보층 중, 레이저광이 조사되는 정보층까지의 두께에 따라 구면 수차를 보정하는 구면 수차 보정부를 구비하는 기록 재생장치.
9. 두께 1.1mm의 기판과, 1개이상의 정보층과 두께 0.1mm이하의 보호층을 가지고,
   개구수 0.84~0.86의 대물렌즈를 개재하여, 파장 400~410nm의 레이저광이 조사됨으로써, 상기 정보층에 기록된 정보가 재생되는 BD방식의 기록 매체 중,
   3개의 정보층을 가지는 3층 디스크로서,
   상기 BD방식의 기록 매체 중, 1개의 정보층을 가지는 단층 디스크의 기록 용량을, 또는, 2개의 정보층을 가지는 2층 디스크의 1층당 기록 용량을, a(GB)로 하고(a는 0이상의 실수), 당해 3층 디스크의 1층당 기록 용량을, b(GB)로 했을 경우(b는 0이상의 실수),
   a<b, 또한, 4a≒3b
   의 조건을 만족하는, 3층 디스크.
10. 청구항 9에 있어서,
    ┃3b-4a┃≤2
    의 조건을 만족하는, 3층 디스크.
11. 두께 1.1mm의 기판과, 1개 이상의 정보층과, 두께 0.1mm이하의 보호층을 갖고,
    개구수 0.84~0.86의 대물렌즈를 개재하여, 파장 400~410nm의 레이저광이 조사됨으로써, 상기 정보층에 기록된 정보가 재생되는 BD방식의 기록 매체 중,
    4개의 정보층을 가지는 4층 디스크로서,
    상기 BD방식의 기록 매체 중, 3개의 정보층을 가지는 3층 디스크의 1층당 기록 용량을, b(GB)로 하고(b는 0이상의 실수), 당해 4층 디스크의 1층당 기록 용량을, c(GB)로 했을 경우(c는 0이상의 실수),
    c<b, 또한, 3b<4c
    의 조건을 만족하는, 4층 디스크.
12. 청구항 11에 있어서,
    3c<100, 또한, 4c는 2의 거듭제곱
    의 조건을 만족하는, 4층 디스크.

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