KR20120043617A - 광 기록 매체의 제조 방법, 광 기록 매체, 광 정보 장치 및 정보 재생 방법 - Google Patents

광 기록 매체의 제조 방법, 광 기록 매체, 광 정보 장치 및 정보 재생 방법 Download PDF

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KR20120043617A
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Abstract

서보 신호 및 재생 신호의 품질을 향상시킨다. 굴절률 nr1, nr2, …, nrN을 갖는 커버층 및 제 1~제 (N-1)의 중간층의 형상적인 두께 tr1, tr2, …, trN은, 두께 tr1, tr2, …, trN에 의한 광 빔의 확대량과 같은 확대량을 일으키는 소정의 굴절률 no를 갖는 층의 두께 t1, t2, …, tN으로 변환되고, 두께 ti로부터 두께 tj까지의 합과 두께 tk로부터 두께 tm까지의 합의 차이 DFF는 1㎛ 이상으로 하고(i, j, k 및 m은, i≤j〈k≤m≤N을 만족시키는 임의의 자연수), 두께 t1, t2, …, tN은, 하기 (1)식에 나타내는 함수 f(n)과, 두께 tr1, tr2, …, trN의 곱에 의해 산출된다. 단, (1)식에 있어서, n=nr1, nr2, …, nrN.
Figure pct00023

Description

광 기록 매체의 제조 방법, 광 기록 매체, 광 정보 장치 및 정보 재생 방법{METHOD FOR MANUFACTURING OPTICAL RECORDING MEDIUM, OPTICAL RECORDING MEDIUM, OPTICAL INFORMATION APPARATUS AND METHOD FOR REPRODUCING INFORMATION}
본 발명은, 조사된 광에 의해 정보가 기록 또는 재생되는 광 기록 매체, 해당 광 기록 매체의 제조 방법, 해당 광 기록 매체에 정보를 기록 또는 재생하는 광 정보 장치, 및 해당 광 기록 매체로부터 정보를 재생하는 정보 재생 방법에 관한 것이고, 특히, 3층 이상의 정보 기록면을 구비하는 광 기록 매체의 층간격의 구조에 관한 것이다.
고밀도 및 대용량의 광 정보 기록 매체로서 시판되고 있는 것으로 DVD나 BD(Blu-ray 디스크)라 불리는 광 디스크가 있다. 이러한 광 디스크는 화상, 음악 및 컴퓨터 데이터를 기록하는 기록 매체로서, 최근 급속히 보급되고 있다. 또한, 기록 용량을 더 늘리기 위해, 특허 문헌 1 및 특허 문헌 2에 나타내는 복수의 기록층을 갖는 광 디스크도 제안되어 있다.
도 14는 종래의 광 기록 매체 및 광 헤드 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 광 기록 매체(401)는, 광 기록 매체(401)의 표면(401z)에 가장 가까운 제 1 정보 기록면(401a)과, 광 기록 매체(401)의 표면(401z)에 두 번째로 가까운 제 2 정보 기록면(401b)과, 광 기록 매체(401)의 표면(401z)에 세 번째로 가까운 제 3 정보 기록면(401c)과, 광 기록 매체(401)의 표면(401z)에서 가장 먼 제 4 정보 기록면(401d)을 포함한다.
광원(1)으로부터 출사된 발산성의 빔(70)은, 콜리메이트 렌즈(53)를 투과하고, 편광 빔 스플리터(52)에 입사한다. 편광 빔 스플리터(52)에 입사한 빔(70)은, 편광 빔 스플리터(52)를 투과하고, 4분의 1 파장판(54)을 투과하여 원 편광으로 변환된다. 그 후, 빔(70)은, 대물 렌즈(56)에서 수속 빔으로 변환되어, 광 기록 매체(401)의 투명 기판을 투과하고, 광 기록 매체(401) 내부에 형성된 제 1 정보 기록면(401a), 제 2 정보 기록면(401b), 제 3 정보 기록면(401c) 및 제 4 정보 기록면(401d) 중 하나의 위에 집광된다.
대물 렌즈(56)는, 제 1 정보 기록면(401a)과 제 4 정보 기록면(401d)의 중간의 깊이 위치에서 구면 수차가 0이 되도록 설계되어 있다. 구면 수차 보정부(93)는, 콜리메이트 렌즈(53)의 위치를 광축 방향으로 이동시킨다. 이에 의해, 제 1~제 4 정보 기록면(401a~401d)에 집광하는 경우에 발생하는 구면 수차는 제거된다.
조리개(aperture)(55)는, 대물 렌즈(56)의 개구를 제한하고, 대물 렌즈(56)의 개구수 NA를 0.85로 하고 있다. 제 4 정보 기록면(401d)에서 반사된 빔(70)은, 대물 렌즈(56) 및 4분의 1 파장판(54)을 투과하여 왕로(往路)와는 90도 다른 직선 편광으로 변환된 후, 편광 빔 스플리터(52)에서 반사된다. 편광 빔 스플리터(52)에서 반사된 빔(70)은, 집광 렌즈(59)를 투과하여 수속광으로 변환되어, 원기둥 렌즈(57)를 지나, 광 검출기(320)에 입사한다. 빔(70)에는, 원기둥 렌즈(57)를 투과할 때, 비점 수차가 부여된다.
광 검출기(320)는, 도시하지 않는 4개의 수광부를 갖고, 각각의 수광부는, 수광한 광량에 따른 전류 신호를 출력한다. 이들 전류 신호에 근거하여, 비점 수차법에 따른 포커스 오차(이하 FE라 한다) 신호, 푸시풀법에 따른 트래킹 오차(이하 TE라 한다) 신호, 및 광 기록 매체(401)에 기록된 정보(이하 RF라 한다) 신호가 생성된다. FE 신호 및 TE 신호는, 소망하는 레벨로 증폭됨과 아울러, 위상 보상이 행해진 후, 액추에이터(91, 92)에 공급되어, 포커스 제어 및 트래킹 제어가 행해진다.
여기서, 가령, 광 기록 매체(401)의 표면(401z)과 제 1 정보 기록면(401a) 사이의 두께 t1, 제 1 정보 기록면(401a)과 제 2 정보 기록면(401b) 사이의 두께 t2, 제 2 정보 기록면(401b)과 제 3 정보 기록면(401c) 사이의 두께 t3, 및 제 3 정보 기록면(401c)과 제 4 정보 기록면(401d) 사이의 두께 t4가 모두 같은 길이인 경우에는 이하와 같은 문제가 발생한다.
예컨대, 제 4 정보 기록면(401d)에 정보를 기록 또는 재생하기 위해, 제 4 정보 기록면(401d)에 빔(70)을 집광했을 때, 빔(70)의 일부는, 제 3 정보 기록면(401c)에서 반사된다. 제 3 정보 기록면(401c)으로부터 제 4 정보 기록면(401d)까지의 거리와, 제 3 정보 기록면(401c)으로부터 제 2 정보 기록면(401b)까지의 거리는 같다. 그 때문에, 제 3 정보 기록면(401c)에서 반사된 빔(70)의 일부는, 제 2 정보 기록면(401b)의 뒤쪽(裏側)에 결상하고, 제 2 정보 기록면(401b)의 뒤쪽으로부터의 반사광은, 다시 제 3 정보 기록면(401c)에서 반사된다. 그 결과, 제 3 정보 기록면(401c), 제 2 정보 기록면(401b)의 뒤쪽 및 제 3 정보 기록면(401c)에서 반사된 반사광이, 원래 판독해야 할 제 4 정보 기록면(401d)으로부터의 반사광에 혼입되어버린다.
또한, 제 2 정보 기록면(401b)으로부터 제 4 정보 기록면(401d)까지의 거리와, 제 2 정보 기록면(401b)으로부터 광 기록 매체(401)의 표면(401z)까지의 거리도 같다. 그 때문에, 제 2 정보 기록면(401b)에서 반사된 빔(70)의 일부는, 광 기록 매체(401)의 표면(401z)의 뒤쪽에 결상하고, 표면(401z)의 뒤쪽으로부터의 반사광은, 다시 제 2 정보 기록면(401b)에서 반사된다. 그 결과, 제 2 정보 기록면(401b), 표면(401z)의 뒤쪽 및 제 2 정보 기록면(401b)에서 반사된 반사광이, 원래 판독해야 할 제 4 정보 기록면(401d)으로부터의 반사광에 혼입되어버린다.
이와 같이, 원래 판독해야 할 제 4 정보 기록면(401d)으로부터의 반사광에, 다른 면의 뒤쪽에 결상한 반사광이 겹쳐 혼입되어, 정보의 기록 또는 재생에 지장을 초래한다고 하는 문제가 있다. 다른 면의 뒤쪽에 결상한 반사광이 혼입된 광은 간섭성이 높아, 수광 소자상에서 간섭에 의한 명암 분포를 형성한다. 또한, 이 명암 분포는, 광 디스크 면 내의 중간층의 미소한 두께 격차에 의한 다른 면 반사광의 위상차 변화에 따라 변동되므로, 서보 신호 및 재생 신호의 품질을 현저히 저하시켜버린다. 이후, 본 명세서에서는, 상기 문제를 뒤초점 과제라고 부른다.
뒤초점 과제를 해결하기 위해, 특허 문헌 1에는, 각 정보 기록면의 사이의 층간 거리를 광 기록 매체(401)의 표면(401z)으로부터 순서대로 서서히 길어지도록 설정하고, 원래 판독해야 할 제 4 정보 기록면(401d)에 빔(70)을 집광시켰을 때에, 동시에, 빔(70)의 일부가 제 2 정보 기록면(401b)의 뒤쪽 및 표면(401z)의 뒤쪽에 결상하지 않도록 하는 방법이 개시되어 있다. 여기서, 두께 t1~t4는 각각 ±10㎛의 제조 격차를 갖고 있다. 두께 t1~t4는, 각각이 격차를 갖는 경우에도 다른 거리가 되도록 설정할 필요가 있다. 그 때문에, 두께 t1~t4의 거리의 차이는 예컨대 20㎛로 설정된다. 이 경우, 두께 t1~t4는, 각각 40㎛, 60㎛, 80㎛ 및 100㎛가 되고, 제 1 정보 기록면(401a)으로부터 제 4 정보 기록면(401d)까지의 총 층간 두께 t(=t2+t3+t4)는 240㎛이다.
또한, 표면(401z)으로부터 제 1 정보 기록면(401a)까지의 커버층의 두께와, 제 4 정보 기록면(401d)으로부터 제 1 정보 기록면(401a)까지의 두께가 같은 경우, 제 4 정보 기록면(401d)에서 반사된 광은 표면(401z)에서 초점을 맺고, 표면(401z)에서 반사된다. 표면(401z)에서 반사된 광은, 다시 제 4 정보 기록면(401d)에서 반사된 후에 광 검출기(320)에 유도된다. 이러한 표면(401z)의 뒤쪽에 결상하는 광속은, 다른 정보 기록면의 뒤쪽에 결상하는 광속과 같은 피트 또는 마크에 관하는 정보를 갖고 있지 않다. 그러나, 정보 기록면의 수가 많은 경우, 정보 기록면으로부터 되돌아오는 광의 광량은 적어져, 상대적으로 표면(401z)의 반사율은 높아진다. 그 때문에, 표면(401z)의 뒤쪽에서 반사된 광속과, 기록 또는 재생의 대상이 되는 정보 기록면에서 반사된 광속의 간섭은, 다른 정보 기록면의 뒤쪽에서 반사된 광속과 같도록 발생하여, 서보 신호 및 재생 신호의 품질을 현저히 저하시킬 우려가 있다.
이러한 과제를 고려하여, 특허 문헌 2에서는, 광 디스크의 정보 기록층(정보 기록면)의 간격을 제안하고 있다. 이 특허 문헌 2에서는, 하기의 구조를 개시하고 있다.
광 기록 매체는, 4개의 정보 기록면을 갖고, 광 기록 매체의 표면에 가까운 쪽으로부터 제 1 정보 기록면~제 4 정보 기록면으로 하고 있다. 표면으로부터 제 1 정보 기록면까지의 거리는 47㎛ 이하이다. 제 1 정보 기록면으로부터 제 4 정보 기록면까지의 각 정보 기록면 사이의 중간층의 두께는, 11~15㎛와, 16~21㎛와, 22㎛ 이상의 조합으로 이루어진다. 표면으로부터 제 4 정보 기록면까지의 거리는 100㎛이다. 표면으로부터 제 1 정보 기록면까지의 거리는 47㎛ 이하이며, 또한 표면으로부터 제 4 정보 기록면까지의 거리는 100㎛이다.
광 디스크 시스템에서는, 표면으로부터 입사하고, 정보 기록면에서 반사된 광이 검출되므로, 광이 통과하는 표면으로부터 정보 기록면까지의 투명 재료의 굴절률도, 서보 신호 및 재생 신호의 품질에 영향을 준다. 그러나, 특허 문헌 1 및 특허 문헌 2에 있어서 개시된 디스크 구조에는, 굴절률에 대한 고찰 및 기술이 없으므로, 투명 재료의 굴절률에 따른 서보 신호 및 재생 신호의 품질에 대한 영향이 일절 검토되고 있지 않다.
(선행 기술 문헌)
(특허 문헌)
(특허 문헌 1) 일본 특허 공개 공보 제 2001-155380 호
(특허 문헌 2) 일본 특허 공개 공보 제 2008-117513 호
본 발명은, 상기 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 서보 신호 및 재생 신호의 품질을 향상시킬 수 있는 광 기록 매체의 제조 방법, 광 기록 매체, 광 정보 장치 및 정보 재생 방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
본 발명의 한 국면에 따른 광 기록 매체의 제조 방법은, (N-1)개(N은 4 이상의 자연수)의 정보 기록면을 갖는 광 기록 매체의 제조 방법으로서, 굴절률 nr1, nr2, …, nrN을 갖는 커버층 및 제 1~제 (N-1)의 중간층의 형상적인 두께를, 광이 입사하는 상기 광 기록 매체의 표면측으로부터 차례로 각각 tr1, tr2, …, trN으로 했을 때, 상기 두께 tr1, tr2, …, trN은, 상기 두께 tr1, tr2, …, trN에 의한 광 빔의 확대량과 같은 확대량을 일으키는 소정의 굴절률 no를 갖는 층의 두께 t1, t2, …, tN으로 변환되고, 두께 ti로부터 두께 tj까지의 합과 두께 tk로부터 두께 tm까지의 합의 차이 DFF는 1㎛ 이상으로 하고(i, j, k 및 m은, i≤j〈k≤m≤N을 만족시키는 임의의 자연수), 상기 두께 t1, t2, …, tN은, 하기의 (1)식에 나타내는 함수 f(n)과, 상기 두께 tr1, tr2, …, trN의 곱에 의해 산출된다.
Figure pct00001
단, 상기의 (1)식에 있어서, n=nr1, nr2, …, nrN
이 구성에 의하면, 굴절률 nr1, nr2, …, nrN을 갖는 커버층 및 제 1~제 (N-1)의 중간층의 형상적인 두께를, 광이 입사하는 광 기록 매체의 표면측으로부터 차례로 각각 tr1, tr2, …, trN으로 했을 때, 두께 tr1, tr2, …, trN은, 두께 tr1, tr2, …, trN에 의한 광 빔의 확대량과 같은 확대량을 일으키는 소정의 굴절률 no를 갖는 층의 두께 t1, t2, …, tN으로 변환된다. 그리고, 두께 ti로부터 두께 tj까지의 합과 두께 tk로부터 두께 tm까지의 합의 차이 DFF는 1㎛ 이상으로 한다(i, j, k 및 m은, i≤j〈k≤m≤N을 만족시키는 임의의 자연수). 또한, 두께 t1, t2, …, tN은, 상기의 (1)식에 나타내는 함수 f(n)과, 두께 tr1, tr2, …, trN의 곱에 의해 산출된다.
본 발명에 따르면, 두께 ti로부터 두께 tj까지의 합과 두께 tk로부터 두께 tm까지의 합의 차이 DFF가 1㎛ 이상으로 되므로, 광 기록 매체의 표면의 뒤쪽에 광이 결상하는 것을 방지하고, 또한 각 정보 기록면에서의 반사광끼리의 간섭을 줄임으로써, 서보 신호 및 재생 신호의 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 광 기록 매체의 표면과, 광 기록 매체의 표면에 가장 가까운 정보 기록면의 간격을 크게 설정하는 것이 가능해지므로, 광 기록 매체의 표면에 상처나 오염이 있는 경우의 재생 신호의 열화를 억제할 수 있다.
본 발명의 목적, 특징 및 이점은, 이하의 상세한 설명과 첨부 도면에 의해, 보다 명백해진다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태에 따른 광 기록 매체 및 광 헤드 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시의 형태에 따른 광 기록 매체의 층 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 제 4 정보 기록면에 빔을 집광한 경우의 제 4 정보 기록면으로부터의 반사광을 나타내는 도면이다.
도 4는 제 4 정보 기록면에 빔을 집광한 경우의 제 3 정보 기록면 및 제 2 정보 기록면으로부터의 반사광을 나타내는 도면이다.
도 5는 제 4 정보 기록면에 빔을 집광한 경우의 제 2 정보 기록면 및 표면으로부터의 반사광을 나타내는 도면이다.
도 6은 제 4 정보 기록면에 빔을 집광한 경우의 제 3 정보 기록면, 제 1 정보 기록면 및 제 2 정보 기록면으로부터의 반사광을 나타내는 도면이다.
도 7은 층간 두께의 차이와 FS 신호 진폭의 관계를 나타내는 도면이다.
도 8은 각 정보 기록면의 반사율이 거의 같은 광 기록 매체에 있어서의 층간 두께와 지터의 관계를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시의 형태의 변형예에 따른 광 기록 매체의 층 구성을 나타내는 도면이다.
도 10은 실제의 굴절률에 있어서의 형상적인 두께를, 표준의 굴절률에 있어서의 두께로 환산하는 계수의 굴절률 의존성을 나타내는 설명도이다.
도 11은 표준의 굴절률에 있어서의 두께를, 실제의 굴절률에 있어서의 형상적인 두께로 변환하는 계수의 굴절률 의존성을 나타내는 설명도이다.
도 12는 구면 수차에 근거하여, 실제의 굴절률에 있어서의 형상적인 두께를, 표준의 굴절률에 있어서의 두께로 환산하는 계수의 굴절률 의존성을 나타내는 설명도이다.
도 13은 본 발명의 실시의 형태에 따른 광 정보 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 14는 종래의 광 기록 매체 및 광 헤드 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 또, 이하의 실시의 형태는, 본 발명을 구체화한 일례로서, 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 성격의 것이 아니다.
이하, 도 1 및 도 2를 이용하여, 본 발명의 실시의 형태에 따른 광 기록 매체에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태에 따른 광 기록 매체 및 광 헤드 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이며, 도 2는 본 발명의 실시의 형태에 따른 광 기록 매체의 층 구성을 나타내는 도면이다. 광 헤드 장치(201)는, 파장 λ가 405㎚인 청색의 레이저광을 광 기록 매체(40)에 조사하고, 광 기록 매체(40)에 기록된 신호를 재생한다. 또, 도 1에 나타내는 광 헤드 장치(201)의 구성 및 동작은, 도 14에 나타내는 광 헤드 장치의 구성 및 동작과 거의 같으므로, 상세한 설명은 생략한다.
광 기록 매체(40)에는 일례로서 4개의 정보 기록면이 형성되어 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 광 기록 매체(40)는, 광 기록 매체(40)의 표면으로부터 가까운 쪽으로부터 차례로, 제 1 정보 기록면(40a), 제 2 정보 기록면(40b), 제 3 정보 기록면(40c) 및 제 4 정보 기록면(40d)을 갖는다.
광 기록 매체(40)는, 또한, 커버층(42), 제 1 중간층(43), 제 2 중간층(44) 및 제 3 중간층(45)을 갖고 있다. 커버층(42)의 두께 t1은, 표면(40z)으로부터 제 1 정보 기록면(40a)까지의 사이의 기재의 두께를 나타내고, 제 1 중간층(43)의 두께 t2는, 제 1 정보 기록면(40a)으로부터 제 2 정보 기록면(40b)까지의 사이의 기재의 두께를 나타내고, 제 2 중간층(44)의 두께 t3은, 제 2 정보 기록면(40b)으로부터 제 3 정보 기록면(40c)까지의 사이의 기재의 두께를 나타내고, 제 3 중간층(45)의 두께 t4는, 제 3 정보 기록면(40c)으로부터 제 4 정보 기록면(40d)까지의 사이의 기재의 두께를 나타내고 있다.
또한, 거리 d1(≒t1)은, 표면(40z)으로부터 제 1 정보 기록면(40a)까지의 사이의 거리를 나타내고, 거리 d2(≒t1+t2)는, 표면(40z)으로부터 제 2 정보 기록면(40b)까지의 사이의 거리를 나타내고, 거리 d3(≒t1+t2+t3)은, 표면(40z)으로부터 제 3 정보 기록면(40c)까지의 사이의 거리를 나타내고, 거리 d4(≒t1+t2+t3+t4)는, 표면(40z)으로부터 제 4 정보 기록면(40d)까지의 사이의 거리를 나타내고 있다.
여기서, 정보 기록면이 4면인 경우의 과제에 대하여 설명한다. 우선, 첫 번째의 과제로서, 다면 반사광에 의한 간섭에 대하여 도 3~도 7을 이용하여 설명한다.
도 3은 제 4 정보 기록면(40d)에 빔을 집광한 경우의 제 4 정보 기록면(40d)으로부터의 반사광을 나타내는 도면이며, 도 4는 제 4 정보 기록면(40d)에 빔을 집광한 경우의 제 3 정보 기록면(40c) 및 제 2 정보 기록면(40b)으로부터의 반사광을 나타내는 도면이며, 도 5는 제 4 정보 기록면(40d)에 빔을 집광한 경우의 제 2 정보 기록면(40b) 및 표면(40z)으로부터의 반사광을 나타내는 도면이며, 도 6은 제 4 정보 기록면(40d)에 빔을 집광한 경우의 제 3 정보 기록면(40c), 제 1 정보 기록면(40a) 및 제 2 정보 기록면(40b)으로부터의 반사광을 나타내는 도면이다.
도 3과 같이, 정보를 재생 또는 기록하기 위해 제 4 정보 기록면(40d)에 집광된 광속은, 정보 기록층(정보 기록면)의 반투과성에 의해, 이하의 복수의 광 빔으로 분기된다.
즉, 정보를 재생 또는 기록하기 위해 제 4 정보 기록면(40d)에 집광하는 광속은, 도 3에 나타내는 빔(70)과, 도 4에 나타내는 빔(71)(정보 기록면의 뒤초점광)과, 도 5에 나타내는 빔(72)(표면의 뒤초점광)과, 도 6에 나타내는 빔(73)으로 분기된다.
도 3과 같이, 빔(70)은, 제 4 정보 기록면(40d)에서 반사되고, 표면(40z)으로부터 출사되는 빔이다. 도 4와 같이, 빔(71)은, 제 3 정보 기록면(40c)에서 반사되고, 제 2 정보 기록면(40b)의 뒤쪽에서 초점을 맺어 반사되고, 다시 제 3 정보 기록면(40c)에서 반사되고, 표면(40z)으로부터 출사되는 빔이다. 도 5와 같이, 빔(72)은, 제 2 정보 기록면(40b)에서 반사되고, 표면(40z)의 뒤쪽에서 초점을 맺어 반사되고, 다시 제 2 정보 기록면(40b)에서 반사되고, 표면(40z)으로부터 출사되는 빔이다. 도 6과 같이, 빔(73)은, 표면(40z) 및 정보 기록면의 뒤쪽에서 초점은 맺지 않지만, 제 3 정보 기록면(40c), 제 1 정보 기록면(40a)의 뒤쪽 및 제 2 정보 기록면(40b)의 순으로 반사되고, 표면(40z)으로부터 출사되는 빔이다.
우선, 커버층(42), 제 1 중간층(43), 제 2 중간층(44) 및 제 3 중간층(45)의 굴절률이 전부 같은 경우에 대하여 고찰한다. 각 층에서 공통의 굴절률을 no로 한다.
예컨대, 제 4 정보 기록면(40d)과 제 3 정보 기록면(40c) 사이의 거리(두께 t4)와, 제 3 정보 기록면(40c)과 제 2 정보 기록면(40b) 사이의 거리(두께 t3)가 같은 경우, 빔(70)과 빔(71)은, 표면(40z)을 출사할 때에 같은 광로를 지난다. 그 때문에, 빔(70)과 빔(71)은, 같은 광속 직경으로 광 검출기(320)에 입사한다. 마찬가지로, 제 4 정보 기록면(40d)과 제 2 정보 기록면(40b) 사이의 거리(두께 t4+두께 t3)와, 제 2 정보 기록면(40b)과 표면(40z) 사이의 거리(두께 t2+두께 t1)가 같은 경우, 빔(70)과 빔(72)은, 표면(40z)을 출사할 때에 같은 광로를 지난다. 그 때문에, 빔(70)과 빔(72)은, 같은 광속 직경으로 광 검출기(320)에 입사한다. 또한, 제 2 정보 기록면(40b)과 제 1 정보 기록면(40a) 사이의 거리(두께 t2)와, 제 4 정보 기록면(40d)과 제 3 정보 기록면(40c) 사이의 거리(두께 t4)가 같은 경우, 빔(70)과 빔(73)은, 표면(40z)을 출사할 때에 같은 광로를 지난다. 그 때문에, 빔(70)과 빔(73)은, 같은 광속 직경으로 광 검출기(320)에 입사한다.
여기서, 빔(70)에 대하여 다면 반사광인 빔(71~73)의 광 강도는 작다. 그러나, 간섭의 콘트라스트는, 광 강도가 아닌 광의 진폭 광 강도비에 의존하고, 광의 진폭은, 광 강도의 제곱근의 크기가 되므로, 다소 광 강도에 차이가 있더라도, 간섭의 콘트라스트는 커진다. 빔(70~73)이 같은 광속 직경으로 광 검출기(320)에 입사한 경우, 각 빔의 간섭에 의한 영향은 커진다. 또한, 광 검출기(320)에서의 수광량은, 미소한 정보 기록면 사이의 두께의 변화에 따라 크게 변동하여, 안정하게 신호를 검출하는 것이 곤란해진다.
도 7은 층간 두께의 차이와 FS 신호 진폭의 관계를 나타내는 도면이다. 또, 도 7에서는, 빔(70)과, 빔(71), 빔(72) 또는 빔(73)의 광 강도비를 100:1로 하고, 또한 커버층(42) 및 제 1 중간층(43)의 굴절률이 모두 약 1.60(1.57)으로 같은 경우의 층간 두께의 차이에 대한 FS 신호(광 강도의 총 합) 진폭을 나타내고 있다. 도 7에 있어서, 가로축은 층간 두께의 차이를 나타내고, 세로축은 FS 신호 진폭을 나타내고 있다. FS 신호 진폭은, 다른 정보 기록면으로부터의 반사가 없다고 가정하고 빔(70)만을 광 검출기(320)에서 수광했을 때의 DC 광량에 의해 규격화한 값이다. 또한, 본 실시의 형태에 있어서 층간이란, 광 기록 매체와 정보 기록면 사이, 및 인접하는 정보 기록면의 사이를 나타내고 있다. 도 7과 같이, 층간 두께의 차이가 약 1㎛ 미만이 되면 FS 신호가 급격하게 변동하는 것을 알 수 있다.
또, 도 5의 빔(72)과 같이, 커버층(42)의 두께 t1과, 제 1 중간층(43)~제 3 중간층(45)의 두께의 총 합 (t2+t3+t4)의 차이가 1㎛ 이하가 되어도 FS 신호의 변동 등의 문제가 생긴다.
두 번째의 과제로서, 인접하는 정보 기록면 사이의 층간 거리가 지나치게 작으면, 인접하는 정보 기록면으로부터의 크로스토크의 영향을 받는다. 그 때문에, 층간 거리는, 소정치 이상 필요하게 된다. 그래서, 층간 두께에 대하여 검토하고, 최소가 되는 층간 두께를 결정한다.
도 8은 각 정보 기록면의 반사율이 거의 같은 광 기록 매체에 있어서의 층간 두께 와 지터의 관계를 나타내는 도면이다. 중간층의 굴절률은 약 1.60이다. 도 8에 있어서, 가로축은 층간 두께를 나타내고, 세로축은 지터치를 나타내고 있다. 층간 두께가 얇아짐에 따라 지터는 열화한다. 지터의 증대가 시작되는 점은 약 10㎛로 되어 있고, 층간 두께가 약 10㎛ 이하인 경우, 급격한 지터의 열화가 일어난다. 따라서, 층간 두께의 최소치는 10㎛가 최적이다.
도 2를 이용하여, 본 발명의 실시의 형태에 따른 광 기록 매체(40)의 구성에 대하여 설명한다. 본 실시의 형태에서는, 제조상의 두께 격차를 고려한 뒤에, 다른 정보 기록면 또는 디스크 표면으로부터의 반사광의 악영향을 해결하기 위해, 이하의 조건 (1)~(3)을 확보할 수 있도록 4층 디스크(광 기록 매체(40))의 구조를 설정한다.
조건 (1) : 커버층(42)의 두께 t1과, 제 1 중간층(43)~제 3 중간층(45)의 두께 t2~t4의 총 합 (t2+t3+t4)의 차이는, 1㎛ 이상 확보한다. 즉, 두께 t1, t2, t3, t4는, ｜t1-(t2+t3+t4)｜≥1㎛를 만족시킨다.
조건 (2) : 두께 t1, t2, t3, t4 중 임의의 두 값의 서로의 차이가 모두 1㎛ 이상일 것.
조건 (3) : 커버층(42)의 두께 t1과 제 1 중간층(43)의 두께 t2의 합 (t1+t2)와, 제 2 중간층(44)의 두께 t3과 제 3 중간층(45)의 두께 t4의 합 (t3+t4)의 차이는, 1㎛ 이상 확보한다. 즉, 두께 t1, t2, t3, t4는, ｜(t1+t2)-(t3+t4)｜≥1㎛를 만족시킨다.
그 외에도 층간 두께의 조합이 몇 개 정도 있지만, 커버층의 두께 t1을 제 1 중간층(43)~제 3 중간층(45)의 두께 t2~t4의 총 합 (t2+t3+t4)에 가까운 값으로 하는 경우에는 고려가 불필요하므로 생략한다.
도 9는 본 발명의 실시의 형태의 변형예에 따른 광 기록 매체의 층 구성을 나타내는 도면이다. 도 9에 나타내는 광 기록 매체(30)는, 3개의 정보 기록면을 갖고 있다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 광 기록 매체(30)는, 광 기록 매체(30)의 표면(30z)에 가까운 쪽으로부터 차례로, 제 1 정보 기록면(30a), 제 2 정보 기록면(30b) 및 제 3 정보 기록면(30c)을 갖는다. 광 기록 매체(30)는, 또한, 커버층(32), 제 1 중간층(33) 및 제 2 중간층(34)을 갖고 있다.
커버층(32)의 두께 t1은, 표면(30z)으로부터 제 1 정보 기록면(30a)까지의 사이의 기재의 두께를 나타내고, 제 1 중간층(33)의 두께 t2는, 제 1 정보 기록면(30a)으로부터 제 2 정보 기록면(30b)까지의 사이의 기재의 두께를 나타내고, 제 2 중간층(34)의 두께 t3은, 제 2 정보 기록면(30b)으로부터 제 3 정보 기록면(30c)까지의 사이의 기재의 두께를 나타내고 있다.
또한, 거리 d1(≒t1)은, 표면(30z)으로부터 제 1 정보 기록면(30a)까지의 사이의 거리를 나타내고, 거리 d2(≒t1+t2)는, 표면(30z)으로부터 제 2 정보 기록면(30b)까지의 사이의 거리를 나타내고, 거리 d3(≒t1+t2+t3)은, 표면(30z)으로부터 제 3 정보 기록면(30c)까지의 사이의 거리를 나타내고 있다.
상기 설명에서는 4층 디스크의 구조에 대한 구체예를 나타내고 있지만, 도 9와 같은 3층 디스크이면, 이하의 조건 (1) 및 (2)를 확보할 수 있도록 3층 디스크(광 기록 매체(30))의 구조를 설정한다.
조건 (1) : 커버층(32)의 두께 t1과, 제 1 중간층(33) 및 제 2 중간층(34)의 두께 t2, t3의 총 합 (t2+t3)의 차이는, 1㎛ 이상 확보한다. 즉, 광 기록 매체(30)는, ｜t1-(t2+t3)｜≥1㎛를 만족시킨다.
조건 (2) : 두께 t1, t2, t3 중 임의의 두 값의 서로의 차이는, 모두 1㎛ 이상이다.
또한, (N-1)층 디스크(N은 4 이상의 자연수)에 대하여 생각하면, 상기 조건은, 일반적으로, 커버층의 두께를 t1 및 제 1 중간층~제 N 중간층의 두께를 t2~tN으로 했을 때, 두께 ti로부터 두께 tj까지의 합과, 두께 tk로부터 두께 tm까지의 합의 차이를 1㎛ 이상 반드시 마련한다는 것이 된다. 단, i, j, k 및 m은, 임의의 자연수이며, i≤j〈k≤m≤N을 만족시킨다. 또, 커버층 두께란, 광 기록 매체의 표면으로부터, 그 표면에 가장 가까운 정보 기록면까지의 거리이다. 이것은, 광 기록 매체의 표면으로부터, 그 표면에 두 번째로 가까운 정보 기록면까지의 거리를 d2로 하고, 광 기록 매체의 표면으로부터, 그 표면에 세 번째로 가까운 정보 기록면까지의 거리를 d3으로 하고, 광 기록 매체의 표면으로부터, 그 표면에 네 번째로 가까운 정보 기록면까지의 거리를 d4로 하는 것과 같은 의미이다.
그리고 또한, 두 번째의 과제에 대응하여, 모든 중간층 두께는, 각각 10㎛ 이상으로 한다.
여기까지는, 커버층 및 각 중간층의 굴절률이 표준치와 같으며, 커버층 및 각 중간층의 굴절률이 모두 같은 값이라고 생각하여 왔지만, 여기부터는, 커버층 및 각 중간층의 굴절률이 표준치와 다른 경우, 또는 커버층 및 각 중간층의 굴절률이 층마다 다른 경우에 대하여 생각한다.
첫 번째의 과제의 뒤초점 과제가 일어나는 것은, 광 검출기(320)상에 있어서, 신호광과, 다른 정보 기록면으로부터의 반사광의 크기 및 형상이 유사하기 때문이다. 굴절률이 약 1.60일 때에, 신호광의 초점 위치와 다른 정보 기록면으로부터의 반사광의 초점 위치의 차이가, 광 기록 매체측에 있어서 광축 방향으로 1㎛보다 작은 경우, 뒤초점을 피하는 것이 가능하다. 또한, 두 번째의 과제의 인접하는 정보 기록면에 의한 크로스토크가 일어나는 것은, 굴절률이 약 1.60일 때에, 신호광의 디포커스의 양이 인접 트랙상에 있어서 10㎛보다 작은 경우이다.
어떻든 간에, 디포커스의 양이 중요하다. 또한, 디포커스의 양은, 신호광이 초점을 맺고 있는 위치에서의 다른 정보 기록면으로부터의 반사광의 크기 또는 다른 정보 기록면으로부터의 반사광의 허상의 크기이다. 다른 정보 기록면으로부터의 반사광 또는 다른 정보 기록면으로부터의 반사광의 허상의 반경을 RD로 한다. 반경의 크기가 RD인 다른 정보 기록면으로부터의 반사광이 광 검출기(320)상에 사영되므로, 이 반사광의 크기에, 간섭 및 크로스토크의 크기가 의존한다. 이 반사광의 크기는, 층간 두께에 의한 광의 확대량이라고도 할 수 있다. 굴절률이 1.60과 다른 경우에, 뒤초점 및 크로스토크를 회피하기 위해서는, 디포커스의 양, 즉, 다른 정보 기록면으로부터의 반사광의 크기 또는 다른 정보 기록면으로부터의 반사광의 허상의 크기가 각각 동등하게 되는 조건을 생각하면 된다는 것을 발명자들은 발견했다. 이것은, 층간 두께에 의한 광의 확대량을 기준으로 하여 층간 두께를 환산한다고도 할 수 있다.
광 검출기의 크기는 일정하므로, 그 광 검출기에 입사하는 광의 밀도는, 광의 반경이 커질수록 저하한다. 광의 밀도가 저하하면, 크로스토크도 저하한다. 따라서, 크로스토크의 크기는, 반사광의 크기에 의존하게 된다.
표준적인 굴절률 no와는 다른 굴절률 nr을 갖고 또한, 형상적인 두께 tr을 갖는 층에 있어서의 디포커스(다른 정보 기록면으로부터의 반사광의 크기 또는 다른 정보 기록면으로부터의 반사광의 허상의 크기)가, 표준적인 굴절률 no를 갖고 또한, 형상적인 두께 to를 갖는 층에 있어서의 디포커스와 같아지는 조건은, 하기의 (2)식 및 (3)식으로 표시된다.
Figure pct00002
여기서, NA는, 광 기록 매체에 대하여 대물 렌즈(56)에 의해 광을 좁힐 때의 개구수이다. 예컨대, NA=0.85 등이 이용된다. θr 및 θo는, 각각 굴절률 nr 및 굴절률 no의 물질 중에서의 광의 수속 각도이다. RD는, 다른 정보 기록면으로부터의 반사광 또는 다른 정보 기록면으로부터의 반사광의 허상의 반경이다. 또한, sin 및 tan는 각각 정현 함수 및 정접 함수이다. 또한, 표준적인 굴절률 no는, 예컨대 1.60이며, 보다 바람직하게는 1.57이다.
상기 (2)식에서, 수속 각도 θr은, 하기 (4)식으로 표시되고, 수속 각도 θo는, 하기 (5)식으로 표시된다.
Figure pct00003
여기서, arcsin은, 역 정현 함수(inverse sine)이다.
상기 (3)식에서, 두께 to는, 하기 (6)식으로 표시되고, 두께 tr은, 하기 (7)식으로 표시된다.
Figure pct00004
굴절률 nr의 층의 형상적인 두께가 tr일 때에, 굴절률 no의 층이 얼마의 두께에 상당하지를 도출하기 위해서는 (6)식을 이용하여, 두께 to를 계산하면 된다.
또한, 굴절률 nr의 층의 형상적인 두께 tr을 얼마로 하면, 굴절률 no의 층의 얼마의 두께 to과 동등한 두께가 될지는, (7)식을 이용하여, 두께 tr을 계산하면 된다.
(6)식의 계수 부분, 다시 말해, tan(θr)/tan(θo)를 굴절률 nr의 함수 f(nr)로서 도 10에 나타낸다. 또한, (7)식의 계수 부분, 다시 말해, tan(θo)/tan(θr)은, 함수 f(nr)의 역수 1/f(nr)이다. tan(θo)/tan(θr)을 굴절률 nr의 함수 f(nr)의 역수 1/f(nr)로서 도 11에 나타낸다.
도 10은 실제의 굴절률에 있어서의 형상적인 두께를, 표준의 굴절률에 있어서의 두께로 환산하는 계수의 굴절률 의존성을 나타내는 설명도이며, 도 11은 표준의 굴절률에 있어서의 두께를, 실제의 굴절률에 있어서의 형상적인 두께로 변환하는 계수의 굴절률 의존성을 나타내는 설명도이다.
함수 f(nr) 및 함수 f(nr)의 역수 1/f(nr)d,s, 모두 매끈한 곡선이므로 다항식에 의해 나타낼 수 있다. 발명자들은, 3차식을 이용하면 0.1% 정도의 정밀도의 근사 다항식을 얻을 수 있는 것을 발견했다. 즉, 함수 f(nr)은, 하기 (8)식에 나타내는 3차식으로 표시되고, 함수 f(nr)의 역수 1/f(nr)은, 하기 (9)식에 나타내는 3차식으로 표시된다.
Figure pct00005
또, 식을 간단히 하기 위해, 상기 (8)식 및 (9)식에서는, 굴절률 "nr"을 "n"으로 생략하고 표기하고 있다.
도 10에 나타내는 바와 같이, 6점으로 표현되어 있는 함수 f(nr)을 근사하고자 하면, 보통 5차식으로 근사하게 된다. 그러나, 차수가 오를수록, 함수 f(nr)이 진동하거나, 계산이 복잡하게 된다. 한편, 차가 내려갈수록, 함수 f(nr)의 정밀도가 저하되어버린다.
본 발명은, 디스크의 두께 정밀도가 0.1㎛ 정도인 것이 필요 충분 조건이며, 더 이상 정밀도를 높게 하더라도 의미가 없다. 그 때문에, 발명자들은, 0.1㎛ 정도의 두께 정밀도를 만족시키기 위해서는 3차식이 필요 충분 조건인 것을 새롭게 인식하고, 상기 (8)식 및 (9)식을 도출했다.
즉, 굴절률 nr1, nr2, …, nrN을 갖는 커버층 및 제 1~제 (N-1)의 중간층의 형상적인 두께를, 광이 입사하는 광 기록 매체의 표면측으로부터 차례로 각각 tr1, tr2, …, trN으로 했을 때, 두께 tr1, tr2, …, trN은, 두께 tr1, tr2, …, trN에 의한 광 빔의 확대량과 같은 확대량을 일으키는 소정의 굴절률 no를 갖는 층의 두께 t1, t2, …, tN으로 변환된다. 그리고, 두께 ti로부터 두께 tj까지의 합과 두께 tk로부터 두께 tm까지의 합의 차이 DFF는 1㎛ 이상으로 한다(i, j, k 및 m은, i≤j〈k≤m≤N을 만족시키는 임의의 자연수). 또한, 두께 t1, t2, …, tN은, 상기 (8)식에 나타내는 함수 f(n)과, 두께 tr1, tr2, …, trN의 곱에 의해 산출된다. 단, 상기 (8)식에 있어서, n=nr1, nr2, …, nrN.
또한, 굴절률 nr1, nr2, …, nrN을 갖는 커버층 및 제 1~제 (N-1)의 중간층의 형상적인 두께를, 광이 입사하는 광 기록 매체의 표면측으로부터 차례로 각각 tr1, tr2, …, trN으로 했을 때, 두께 tr1, tr2, …, trN의 목표치는, 소정의 굴절률 no를 갖는 층의 두께 t1, t2, …, tN을, 두께 t1, t2, …, tN에 의한 광 빔의 확대량과 같은 확대량을 일으키는 두께 tr1, tr2, …, trN으로 변환함으로써 산출된다. 그리고, 두께 ti로부터 두께 tj까지의 합과 두께 tk로부터 두께 tm까지의 합의 차이 DFF는 1㎛ 이상으로 한다(i, j, k 및 m은, i≤j〈k≤m≤N을 만족시키는 임의의 자연수). 또한, 두께 t1, t2, …, tN은, 상기 (9)식에 나타내는 함수 f(n)의 역수와, 두께 t1, t2, …, tN의 곱에 의해 산출된다. 단, 상기 (9)식에 있어서, n=nr1, nr2, …, nrN.
일례로서, 상기 4층 디스크(광 기록 매체(40))의 커버층의 두께 t1과, 제 1 중간층의 두께 t2~제 3 중간층의 두께 t4의 합의 관계의 구체예를 든다. 각 층의 굴절률이 전부 표준적인 굴절률 no, 다시 말해 1.60이며, 커버층의 두께 t1이 54㎛이며, 제 1 중간층의 두께 t2가 10㎛이며, 제 2 중간층의 두께 t3이 21㎛이며, 제 3 중간층의 두께 t4가 19㎛인 경우에 대하여 생각한다. 제 1 중간층의 두께 t2로부터 제 3 중간층의 두께 t4의 합은, 50㎛가 된다. 이 경우, 커버층의 두께 t1과, 제 1 중간층의 두께 t2로부터 제 3 중간층의 두께 t4의 합의 차이는, 4㎛로, 1㎛ 이상을 확보하고 있다.
그러나, 만약 커버층의 굴절률 nr이 1.70인 경우, 커버층의 형상적인 두께 tr1이 같은 54㎛이더라도 사정이 다르다. 굴절률 nr인 층의 두께 tr1을, 표준치의 굴절률 no인 층의 두께 t1로 환산하기 위해서는, (4)식 및 (6)식, 혹은, 도 10으로부터, 두께 tr1에 0.921을 곱하면 되는 것을 알 수 있다. 따라서, 굴절률 no인 층의 두께 t1은, t1=0.921×tr1=49.7㎛가 되어, 제 1 중간층의 두께 t2로부터 제 3 중간층의 두께 t4까지의 합의 50㎛보다 작아져버리는 것을 알 수 있다.
반대로, 커버층의 두께 tr1과, 제 1 중간층의 두께 t2로부터 제 3 중간층의 두께 t4까지의 합의 차이를 1㎛ 이상 확보하고, 또한, 커버층의 두께 tr1이 51㎛ 이상이 되도록 하기 위해서는, (5)식 및 (7)식, 혹은, 도 11로부터, 굴절률 no인 층의 두께 t1에 1.086을 곱하면 되는 것을 알 수 있다. 다시 말해, 굴절률 nr인 층의 두께 tr1은, tr1=51×1.086≒55.4㎛가 된다. 이에 의해, 굴절률 nr이 1.70일 때는 형상적인 커버층의 두께 tr1을 55.4㎛ 이상으로 할 필요가 있는 것을 알 수 있다. 또, 상기 예는, 일례이며, 본원 발명은, 이 값에 한정되는 것이 아니다. 또한, 굴절률이 도 10 또는 도 11에 기재하지 않고 있는 수치인 경우, 계수는, (8)식 또는 (9)식에 굴절률을 대입하여 산출하면 된다.
또, 커버층 및 중간층의 두께는 다른 관점으로부터도 특정한 조건을 만족시킬 필요가 있다. 포커스 점프의 안정성을 얻기 위해서는, 커버층 및 중간층의 두께는 표준적인 값으로부터 일정한 범위에 있는 것이 바람직하다. 포커스 점프란, 어떤 정보 기록면으로부터 다른 정보 기록면으로 초점 위치를 바꾸는 동작이다. 포커스 점프를 할 때에, 갈 곳의 정보 기록면에서의 포커스 에러 신호를 안정하게 얻기 위해서는, 포커스 점프에 앞서 콜리메이트 렌즈(53)를 움직이는 등 하여 갈 곳의 정보 기록면에서의 포커스 에러 신호를 양질로 하여 놓는 것이 바람직하다. 그것을 위해서는, 정보 기록면 사이의 구면 수차의 차이가 일정 범위에 있는 것이 바람직하다.
굴절률이 다르면, 두께가 같더라도 구면 수차의 양이 변한다. 따라서, 중간층의 두께의 목적치 또는 허용 범위도, 구면 수차량이 일정 범위에 들어가도록 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 다시 뒤초점의 관점으로 이야기를 되돌린다. 소정의 층(커버층 또는 중간층)의 굴절률이 nr(min)≤nr≤nr(max)인 경우에는, 굴절률 nr인 층의 두께 tr은, θr(min)=arcsin(NA/nr(min)) 및 θr(max)=arcsin(NA/nr(max))로 한 뒤에, 마찬가지로 to=trㆍtan(θr)/tan(θo)를 이용하여, 중간층의 두께 범위를 결정할 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 광 기록 매체는, 재기록형(rewritable), 1회 기록형(write once) 및 재생 전용형 중 한 타입에 한정되는 것이 아니고, 각 타입의 광 기록 매체에 적응하는 것이 가능하다.
두 번째의 설명이 되지만, 먼저 말한 뒤초점에 의한 신호의 흐트러짐 및 신호 품질 열화는, 광 검출기상에 있어서, 신호광과, 다른 정보 기록면으로부터의 반사광이 같은 크기, 또는, 같은 형상이 되었을 때에 일어난다. 광 검출기상에 있어서, 신호광과, 다른 정보 기록면으로부터의 반사광이 같은 크기, 또는, 같은 형상이 되는 것은, 외관상, 바꿔 말하면, 반사광의 허상도 포함하여, 초점 위치가 같게 되는 경우이다. 신호광과, 다른 정보 기록면으로부터의 반사광은, 광 디스크의 투명 기재 중에 있어서의 광로가 일부 다르다. 광로가 다른 것에 따라 생기는 디포커스의 양이 같을 때에, 신호광의 초점 위치와, 다른 정보 기록면으로부터의 반사광의 초점 위치가 같게 보인다. 기재 두께에 따른 디포커스의 양이 같다고 판단할 수 있는 것은, 수속광의 넓이, 즉 수속광의 반경이, 신호광과, 다른 정보 기록면으로부터의 반사광에서 같을 때이다.
따라서, 굴절률 nr의 형상적인 두께 tr에 의해, 뒤초점을 회피할 수 있을지 여부를 판단하기 위해서는, 기재 두께에 따른 광 스폿의 넓이 반경 R을 기초로 계산하면 된다. 여기서, 형상적인 두께란, 재료의 물질적인 두께를 나타내고, 물리적인 두께라고도 부를 수 있다.
또한, 중간층 두께가 얇아진 경우에 생기는 층간 간섭도, 인접층상 스폿 형상(반경 R)이 충분히 크면 회피할 수 있다. 그 때문에, 역시, 굴절률 nr의 형상적인 두께 tr에 따라, 층간 간섭을 회피할 수 있는지 여부를 판단하기 위해서도, 기재 두께에 따른 광 스폿의 넓이 반경 R을 기초로 계산하면 된다.
커버층 또는 중간층의 두께를 t로 하고, 광 스폿의 개구수를 NA(NA=0.85)로 하고, 기재 중의 광의 수속 각도를 θ라고 하면, NA=nㆍsin(θ)이므로, θ=arcsin(NA/n)이 된다. 여기서, arcsin은 역 정현 함수이다. 또한, 광 스폿의 넓이 반경 R은, R=tㆍtan(θ)에 의해 계산할 수 있다.
표준적인 굴절률을 no로 하고, 표준적인 굴절률 no를 갖는 층의 두께를 to로 하고, 해당 층의 기재 중의 수속 각도를 θo로 한다. 또, 표준적인 굴절률 no는, 예컨대 1.60이다. 또한, 실제의 광 디스크의 투명 기재의 두께 부분을 구성하는 층(대상층)을 첨자 "r"로 나타내고, 대상층의 굴절률을 nr로 하고, 형상적인 층 두께를 tr로 하고, 기재 중의 수속 각도를 θr로 한다. 이때, 수속 각도 θo 및 θr은, θo=arcsin(NA/no) 및 θr=arcsin(NA/nr)이다.
또한, 광 스폿의 넓이 반경 R은, R=trㆍtan(θr)=toㆍtan(θo)이므로, 표준적인 굴절률 no를 갖는 층의 두께 to는, to=trㆍ(tan(θr)/tan(θo))=trㆍf(nr)이 된다.
함수 f(nr)은, 형상상의 층의 두께 tr이, 표준적인 굴절률 no를 갖는 층에서는 얼마의 두께 to에 상당하는지를 유도하기 위한 계수이며, 앞서 도 10에 나타낸 바와 같은 함수이다.
예컨대, 4층의 정보 기록면을 갖는 4층 디스크에 대하여 생각한다. 4층 디스크(광 기록 매체(40))는, 디스크의 표면(광이 입사하는 면)(40z)측으로부터 차례로, 제 1 정보 기록면(40a), 제 2 정보 기록면(40b), 제 3 정보 기록면(40c) 및 제 4 정보 기록면(40d)을 갖는다. 또한, 4층 디스크는, 광이 입사하는 표면(40z)으로부터 제 1 정보 기록면(40a)까지의 사이에 존재하는 커버층(42)과, 제 1 정보 기록면(40a)으로부터 제 2 정보 기록면(40b)까지의 사이에 존재하는 제 1 중간층(43)과, 제 2 정보 기록면(40b)으로부터 제 3 정보 기록면(40c)까지의 사이에 존재하는 제 2 중간층(44)과, 제 3 정보 기록면(40c)으로부터 제 4 정보 기록면(40d)까지의 사이에 존재하는 제 3 중간층(45)을 갖는다.
커버층(42)의 형상적인 두께를 tr1로 하고, 커버층(42)의 실제의 굴절률을 nr1로 한다. 제 1 중간층(43)의 형상적인 두께를 tr2로 하고, 제 1 중간층(43)의 실제의 굴절률을 nr2로 한다. 제 2 중간층(44)의 형상적인 두께를 tr3으로 하고, 제 2 중간층(44)의 실제의 굴절률을 nr3으로 한다. 제 3 중간층(45)의 형상적인 두께를 tr4로 하고, 제 3 중간층(45)의 실제의 굴절률을 nr4로 한다.
디포커스의 양을 기준으로 하여, 커버층(42) 및 제 1~제 3 중간층(43~45)의 두께 tr1, tr2, tr3, tr4를, 표준적인 굴절률 no를 갖는 커버층(42) 및 제 1~제 3 중간층(43~45)의 두께 t1, t2, t3, t4로 각각 변환하면, t1=tr1×f(nr1), t2=tr2×f(nr2), t3=tr3×f(nr3), 및 t4=tr4Xf(nr4)가 된다.
통상, 커버층은, 중간층보다 두껍다. 그 때문에, 뒤초점을 피하기 위해서는, 4층 디스크는, ｜t1-(t2+t3+t4)｜≥1㎛, ｜t2-t3｜≥1㎛, ｜t3-t4｜≥1㎛, 및 ｜t2-t4｜≥1㎛를 모두 만족시키지 않으면 안 된다.
또한, 층간 간섭을 피하기 위해서는, 4층 디스크는, t2≥10㎛, t3≥10㎛, 및 t4≥10㎛도 전부 만족시키지 않으면 안 된다. 즉, 커버층(42), 제 1 중간층(43), 제 2 중간층(44) 및 제 3 중간층(45)의 두께 t1, t2, t3, t4는, 각각 10㎛ 이상이다.
이와 같이, 광 기록 매체(40)는, 광이 입사하는 광 기록 매체(40)의 표면(40z)에 가장 가까운 제 1 정보 기록면(40a)과, 표면(40z)에 두 번째로 가까운 제 2 정보 기록면(40b)과, 표면(40z)에 세 번째로 가까운 제 3 정보 기록면(40c)과, 표면(40z)에 네 번째로 가까운 제 4 정보 기록면(40d)과, 소정의 굴절률 no와는 다른 굴절률 nr1을 갖고, 표면(40z)으로부터 제 1 정보 기록면(40a)까지의 사이에 존재하는 커버층(42)과, 굴절률 no와는 다른 굴절률 nr2를 갖고, 제 1 정보 기록면(40a)으로부터 제 2 정보 기록면(40b)까지의 사이에 존재하는 제 1 중간층(43)과, 굴절률 no와는 다른 굴절률 nr3을 갖고, 제 2 정보 기록면(40b)으로부터 제 3 정보 기록면(40c)까지의 사이에 존재하는 제 2 중간층(44)과, 굴절률 no와는 다른 굴절률 nr4를 갖고, 제 3 정보 기록면(40c)으로부터 제 4 정보 기록면(40d)까지의 사이에 존재하는 제 3 중간층(45)을 구비한다.
그리고, 커버층(42), 제 1 중간층(43), 제 2 중간층(44) 및 제 3 중간층(45)의 형상적인 두께 tr1, tr2, tr3, tr4는, 소정의 굴절률 no를 갖는 경우의 각 층의 두께 t1, t2, t3, t4로 각각 변환된다.
또한, 굴절률 nrα 및 두께 trα(1≤α≤4(α는 자연수))를 갖는 층에 있어서 발생하는 디포커스의 양과, 굴절률 no 및 두께 tα(1≤α≤4(α는 자연수))를 갖는 층에 있어서 발생하는 디포커스의 양은 같다.
또한, 두께 t1, t2, t3, t4는, ｜t1-(t2+t3+t4)｜≥1㎛, 두께 t1, t2, t3, t4 중 임의의 두 값의 서로의 차이가 모두 1㎛ 이상인 것, 및 ｜(t1+t2)-(t3+t4)｜≥1㎛를 만족시킨다.
따라서, 커버층(42), 제 1 중간층(43), 제 2 중간층(44) 및 제 3 중간층(45)의 형상적인 두께 tr1, tr2, tr3, tr4로부터 변환된 두께 t1, t2, t3, t4는, ｜t1-(t2+t3+t4)1≥1㎛, 두께 t1, t2, t3, t4 중 임의의 두 값의 서로의 차이가 모두 1㎛ 이상인 것, 및 ｜(t1+t2)-(t3+t4)｜≥1㎛를 만족시키므로, 광 기록 매체의 표면의 뒤쪽에 광이 결상하는 것을 방지하고, 또한 각 정보 기록면에서의 반사광끼리의 간섭을 줄임으로써, 서보 신호 및 재생 신호의 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 광 기록 매체의 표면과, 광 기록 매체의 표면에 가장 가까운 정보 기록면의 간격을 크게 설정하는 것이 가능해지므로, 광 기록 매체의 표면에 상처나 오염이 있는 경우의 재생 신호의 열화를 억제할 수 있다.
또한, 굴절률 nrα를 갖는 층의 두께가 trα(1≤α≤4(α는 자연수))이며, 굴절률 nrα를 갖는 층 중에서의 광의 수속 각도가 θrα(1≤α≤4(α는 자연수))이며, 굴절률 no를 갖는 층의 두께가 tα(1≤α≤4(α는 자연수))이며, 굴절률 no를 갖는 층 중에서의 광의 수속 각도가 θo일 때에, 두께 trα는, 하기 (10)식에 근거하여 두께 tα로 변환된다.
Figure pct00006
또한, 굴절률 no를 갖는 층에 있어서 발생하는 구면 수차량이 소정의 허용 범위 내가 되는 층의 두께 tα의 범위는, 굴절률 nrα를 갖는 층의 두께 trα의 범위로 변환되어, 두께 trα는, 변환 후의 두께 trα의 범위 내에 포함되는 것이 바람직하다.
일반적으로 광 스폿의 성능은, 규정되는 마셜 크라이테리어(Marshall Criteria)의 범위 내에 들어갈 필요가 있고, 마셜 크라이테리어의 범위를 초과하면 신호가 격하게 열화하여버린다. 그 때문에, 굴절률 no를 갖는 층에 있어서 발생하는 구면 수차량이, 마셜 크라이테리어의 범위인 70mλ 이하로 들어가도록, 각 조건의 범위가 규정된다.
또, 본 실시의 형태에 있어서, 굴절률 nr1, nr2, nr3, nr4는, 각각 굴절률 no와 다르지만, 본 발명은 특별히 이것에 한정되지 않고, 굴절률 nr1, nr2, nr3, nr4는, 각각 굴절률 no와 같더라도 좋다. 이 경우, 굴절률의 값에 의존하지 않고 광 기록 매체의 제조 방법을 통일할 수 있다.
또한, 다른 예로서, 3층의 기록층을 갖는 3층 디스크에 대하여 생각한다. 3층 디스크(광 기록 매체(30))는, 디스크의 표면(광이 입사하는 면)(30z)측으로부터 차례로, 제 1 정보 기록면(30a), 제 2 정보 기록면(30b) 및 제 3 정보 기록면(30c)을 갖는다. 또한, 3층 디스크는, 광이 입사하는 표면(30z)으로부터 제 1 정보 기록면(30a)까지의 사이에 존재하는 커버층(32)과, 제 1 정보 기록면(30a)으로부터 제 2 정보 기록면(30b)까지의 사이에 존재하는 제 1 중간층(33)과, 제 2 정보 기록면(30b)으로부터 제 3 정보 기록면(30c)까지의 사이에 존재하는 제 2 중간층(34)을 갖는다.
커버층(32)의 형상적인 두께를 tr1로 하고, 커버층(32)의 실제의 굴절률을 nr1로 한다. 제 1 중간층(33)의 형상적인 두께를 tr2로 하고, 제 1 중간층(33)의 실제의 굴절률을 nr2로 한다. 제 2 중간층(34)의 형상적인 두께를 tr3으로 하고, 제 2 중간층(34)의 실제의 굴절률을 nr3으로 한다.
디포커스의 양을 기준으로 하여, 커버층(32), 제 1 중간층(33) 및 제 2 중간층(34)의 두께 tr1, tr2, tr3을, 표준적인 굴절률 no를 갖는 커버층(32), 제 1 중간층(33) 및 제 2 중간층(34)의 두께 t1, t2, t3으로 각각 변환하면, t1=tr1×f(nr1), t2=tr2×f(nr2), 및 t3=tr3xf(nr3)이 된다.
통상, 커버층은, 중간층보다 두껍다. 그 때문에, 뒤초점을 피하기 위해서는, 3층 디스크는, ｜t1-(t2+t3)｜≥1㎛, 및 ｜t2-t3｜≥1㎛를 모두 만족시키지 않으면 안 된다.
또한, 층간 간섭을 피하기 위해서는, 3층 디스크는, t2≥10㎛, 및 t3≥10㎛도 전부 만족시키지 않으면 안 된다. 즉, 커버층(32), 제 1 중간층(33) 및 제 2 중간층(34)의 두께 t1, t2, t3은, 각각 10㎛ 이상이다.
이와 같이, 광 기록 매체(30)는, 광이 입사하는 광 기록 매체(30)의 표면(30z)에 가장 가까운 제 1 정보 기록면(30a)과, 표면(30z)에 두 번째로 가까운 제 2 정보 기록면(30b)과, 표면(30z)에 세 번째로 가까운 제 3 정보 기록면(30c)과, 소정의 굴절률 no와는 다른 굴절률 nr1을 갖고, 표면(30z)으로부터 제 1 정보 기록면(30a)까지의 사이에 존재하는 커버층(32)과, 굴절률 no와는 다른 굴절률 nr2를 갖고, 제 1 정보 기록면(30a)으로부터 제 2 정보 기록면(30b)까지의 사이에 존재하는 제 1 중간층(33)과, 굴절률 no와는 다른 굴절률 nr3을 갖고, 제 2 정보 기록면(30b)으로부터 제 3 정보 기록면(30c)까지의 사이에 존재하는 제 2 중간층(34)을 구비한다.
그리고, 커버층(32), 제 1 중간층(33) 및 제 2 중간층(34)의 형상적인 두께 tr1, tr2, tr3은, 굴절률 no를 갖는 경우의 각 층의 두께 t1, t2, t3으로 각각 변환된다.
또한, 굴절률 nrα 및 두께 trα(1≤α≤3(α는 자연수))를 갖는 층에 있어서 발생하는 디포커스의 양과, 굴절률 no 및 두께 tα(1≤α≤3(α는 자연수))를 갖는 층에 있어서 발생하는 디포커스의 양은 같다.
또한, 두께 t1, t2, t3이, ｜t1-(t2+t3)｜≥1㎛, 및 두께 t1, t2, t3 중 임의의 두 값의 서로의 차이가 모두 1㎛ 이상인 것을 만족시킨다.
따라서, 커버층(32), 제 1 중간층(33) 및 제 2 중간층(34)의 형상적인 두께 tr1, tr2, tr3으로부터 변환된 두께 t1, t2, t3은, ｜t1-(t2+t3)｜≥1㎛, 및 두께 t1, t2, t3 중 임의의 두 값의 서로의 차이가 모두 1㎛ 이상인 것을 만족시키므로, 광 기록 매체의 표면의 뒤쪽에 광이 결상하는 것을 방지하고, 또한 각 정보 기록면에서의 반사광끼리의 간섭을 줄임으로써, 서보 신호 및 재생 신호의 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 광 기록 매체의 표면과, 광 기록 매체의 표면에 가장 가까운 정보 기록면의 간격을 크게 설정하는 것이 가능해지므로, 광 기록 매체의 표면에 상처나 오염이 있는 경우의 재생 신호의 열화를 억제할 수 있다.
또한, 굴절률 nrα를 갖는 층의 두께가 trα(1≤α≤3(α는 자연수))이며, 굴절률 nrα를 갖는 층 중에서의 광의 수속 각도가 θrα(1≤α≤3(α는 자연수))이며, 굴절률 no를 갖는 층의 두께가 tα(1≤α≤3(α는 자연수))이며, 굴절률 no를 갖는 층 중에서의 광의 수속 각도가 θo일 때에, 두께 trα는, 하기 (11)식에 근거하여 두께 tα로 변환된다.
Figure pct00007
또한, 3층 디스크에 있어서도, 굴절률 no를 갖는 층에 있어서 발생하는 구면 수차량이 소정의 허용 범위 내가 되는 층의 두께 tα의 범위는, 굴절률 nrα를 갖는 층의 두께 trα의 범위로 변환되고, 두께 trα는, 변환 후의 두께 trα의 범위 내에 포함되는 것이 바람직하다.
또, 표면 또는 각 정보 기록면 사이가 또 다른 굴절률을 갖는 복수의 재료층으로 구성되는 경우, 우선, 각각의 재료층의 두께를 표준적인 굴절률로는 얼마의 두께에 상당하는지를 산출한다. 즉, 형상적인 두께에 상기 함수값 f가 승산되는 것에 의해, 디포커스의 양을 기준으로 하여, 굴절률 nr을 갖는 재료층의 실제의 두께가, 표준적인 굴절률 no를 갖는 재료층의 두께로 각각 변환된다. 그리고, 변환 후의 각 재료층의 두께가 적산된다.
예컨대, 형상적인 두께가 tr1인 커버층이, 또한, 두께가 tr11이며, 굴절률이 nr11인 제 1 커버층, 두께가 tr12이며, 굴절률이 nr12인 제 2 커버층, …, 및, 두께가 tr1N이며, 굴절률이 nr1N인 제 N 커버층으로 이루어져 있는 경우, 디포커스의 양을 기준으로 하여 커버층의 형상적인 두께를 표준 굴절률 no를 갖는 커버층의 두께 t1로 변환하면, t1=Σtr1k×f(nrk)가 된다. 여기서, Σ는 k에 대하여 1부터 N까지의 적산을 나타낸다.
높은 개구수(NA)의 대물 렌즈를 이용하는 경우, 광이 지나는 투명 기재의 두께에 의존하여 급격하게 구면 수차가 변화된다. 구면 수차가 큰 경우, 초점 제어(포커스 제어)를 행할 때의 지표가 되는 초점 오차(포커스 에러) 신호의 감도가 설계와 다르거나, 신호 진폭이 감소하거나 하는 등의 포커스 에러 신호의 열화가 일어난다.
따라서, 초점 제어가 행해지고 있지 않은 상태로부터 초점 제어를 시작하고자 하는 경우, 또는, 포커스 점프의 안정성을 얻는 경우에는, 미리, 초점 제어를 행하는 층에 있어서의 구면 수차 보정을 행하는 것이 바람직하다. 그것을 위해서는, 표면으로부터 정보 기록면까지의 사이의 두께 및 중간층의 두께는, 표준적인 값으로부터 일정한 범위 내에 있는 것이 바람직하다.
또, 포커스 점프란, 어떤 정보 기록면으로부터 다른 정보 기록면으로 초점 위치를 바꾸는 동작이다. 표준적인 값 또는 일정한 범위는, 상기 이유로부터 구면 수차를 기준으로 하여 생각할 필요가 있다. 따라서, 굴절률이 표준적인 값과는 다른 경우, 형상적인 두께는 굴절률에 따라 바꾸게 된다.
그래서, 다층 광 디스크의 층 두께 설계는 예컨대 하기와 같이 하면 된다. 우선, 투명 기재를 구성하는 재료의 굴절률을 파악한다. 다음으로, 얻어진 굴절률에 따라, 구면 수차를 기준으로 하여, 표면으로부터 정보 기록면까지의 사이의 형상적인 두께 및 중간층의 형상적인 두께를 정한다. 제조상, 오차를 0으로 할 수는 없으므로, 오차의 범위를 포함해서 형상적인 두께를 정한다. 표면으로부터 정보 기록면까지의 사이의 형상적인 두께 및 중간층의 형상적인 두께는, 수치 테이블 또는 표를 이용하고 결정하더라도 좋다. 혹은, 구면 수차는 두께와 비례 관계에 있다. 그 때문에, 표면으로부터 정보 기록면까지의 사이의 형상적인 두께 및 중간층의 형상적인 두께는, 굴절률에 따른 변환 계수 g(nr)을 파장 또는 개구수에 따라 계산하여, 계산한 변환 계수 g(nr)을 이용하여 결정하더라도 좋다.
예컨대, 파장 405㎚의 청색광이, 굴절률이 1.60이며, 두께가 0.1㎜인 기재를 통과하여 정보 기록면에 수속한다. 또한, 0.85의 개구수를 갖는 대물 렌즈는, 파장 405㎚의 청색광을 무수차로 수속시킨다. 그리고, 기재의 굴절률을 바꾸었을 때에 수차가 최소가 되는 기재의 두께 ts(nr)(㎜)를 구한다. 그렇게 하면, 변환 계수 g(nr)은, g(nr)=ts(nr)/0.1이 된다.
도 12는 구면 수차에 근거하여, 실제의 굴절률에 있어서의 형상적인 두께를, 표준의 굴절률에 있어서의 두께로 환산하는 계수의 굴절률 의존성을 나타내는 설명도이다. 도 12는 발명자들이 도출한 변환 계수 g(nr)을 나타내고 있다. 또한, 변환 계수 g(nr) 및 변환 계수 g(nr)의 역수 (1/g(nr))는, 모두 매끈한 곡선이므로 다항식에 의해 나타낼 수 있다. 발명자들은, 3차식을 이용하면 0.1% 정도의 정밀도의 근사 다항식을 얻을 수 있는 것을 발견했다. 즉, 함수 g(nr)은, 하기 (12)식에 나타내는 3차식으로 표시된다.
Figure pct00008
또, 식을 간단히 하기 위해, 상기 (12)식에서는 굴절률 "nr"을 "n"으로 생략하여 표기하고 있다.
기재 두께와 굴절률의 적절한 관계에 대해서는, 일본 특허 공개 공보 제 2004-288371 호 및 일본 특허 공개 공보 제 2004-259439 호에도 개시되어 있다. 그러나, 일본 특허 공개 공보 제 2004-288371 호 및 일본 특허 공개 공보 제 2004-259439 호에 있어서의 기재 두께와 굴절률의 관계는, (12)식과는 다르다. 그 때문에, 일본 특허 공개 공보 제 2004-288371 호 및 일본 특허 공개 공보 제 2004-259439 호에 있어서의 기재 두께와 굴절률의 관계는, 도 12에 나타낸 구면 수차를 일정하게 하는 기재 두께와 굴절률의 관계를 정확히 나타내지 않고 있다. 본 실시의 형태에서는, 근사 계산을 이용하지 않고, 실제로 광선을 추적함으로써 3차 구면 수차가 일정하게 되는 기재 두께를 굴절률에 따라 구하고 있다. 그 결과, 본 실시의 형태에서는, 기재 두께와 굴절률의 정확한 관계를 밝히는 것에 성공했다.
커버층 및 제 1~제 (N-1)의 중간층의 두께의 범위는, 구면 수차가 소정의 범위 내가 되는 범위로 설정된다. 그리고, 커버층의 두께 및 제 1~제 (N-1)의 중간층의 두께의 범위를, 구면 수차가 소정의 범위 내가 되는 범위로 설정하기 위해, 두께 tr1, tr2, …, trN의 목표치는, 두께 t1, t2, …, tN과, 상기 (12)식에 나타내는 함수 g(n)의 곱에 의해 산출된다. 단, 상기 (12)식에 있어서, n=nr1, nr2, …, nrN.
이렇게 해서 구한 표면으로부터 정보 기록면까지의 사이의 형상적인 두께 및 중간층의 형상적인 두께에 근거하여, 커버층의 형상적인 두께도 알 수 있으므로, 이들 두께를, 앞서 말한 것처럼 디포커스의 양을 기준으로 하여 표준 굴절률 no를 갖는 층의 두께로 각각 변환한다. 혹은, 실제로 제작한 광 디스크의 커버층 및 중간층의 형상적인 두께를 구한다. 변환 후의 각 층의 두께를 이용하여, 앞서 말한 뒤초점 및 층간 간섭을 회피할 수 있는지 여부가 확인되어, 설계 범위의 가부가 판단되거나, 완성된 광 디스크의 불량 여부가 판단된다.
또, 표면으로부터 정보 기록면까지의 사이의 두께는, 커버층의 두께와, 중간층의 두께의 합으로부터 구할 수 있다. 3층 디스크이면, 표면으로부터 제 1 정보 기록면까지의 사이의 형상적인 두께는 tr1이며, 표면으로부터 제 2 정보 기록면까지의 사이의 형상적인 두께는 tr1+tr2이며, 표면으로부터 제 3 정보 기록면까지의 사이의 형상적인 두께는 tr1+tr2+tr3이다.
4층 디스크의 경우, 표면으로부터 제 1 정보 기록면까지의 사이의 형상적인 두께는 tr1이며, 표면으로부터 제 2 정보 기록면까지의 사이의 형상적인 두께는 tr1+tr2이며, 표면으로부터 제 3 정보 기록면까지의 사이의 형상적인 두께는 tr1+tr2+tr3이며, 표면으로부터 제 4 정보 기록면까지의 사이의 형상적인 두께는 tr1+tr2+tr3+tr4이다.
본 실시의 형태의 광 기록 매체에 따르면, 광 기록 매체의 표면의 뒤쪽에 광이 결상하는 것을 방지함과 아울러, 각 정보 기록면에서의 반사광끼리의 간섭을 줄임으로써, 서보 신호 및 재생 신호의 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 이와 같이, 굴절률에 따라 광 기록 매체의 두께를 설계하는 지침을 분명히 함으로써, 구체적으로 제품을 제조하는 지침을 명확히 할 수 있다.
이와 같이, 4개의 정보 기록면을 갖는 광 기록 매체(40)의 커버층(42), 제 1 중간층(43), 제 2 중간층(44) 및 제 3 중간층(45)의 형상적인 두께 tr1, tr2, tr3, tr4는, 구면 수차를 기준으로 하여, 굴절률 nr1, nr2, nr3, nr4에 따라 결정된다. 그리고, 두께 tr1, tr2, tr3, tr4는, 디포커스의 양을 기준으로 하여, 소정의 굴절률 no를 갖는 경우의 각 층의 두께 t1, t2, t3, t4로 각각 변환된다. 또한, 두께 t1, t2, t3, t4의 범위가, 구면 수차가 소정의 범위 내가 되는 범위로 설정하기 위해, 두께 tr1, tr2, tr3, tr4는, 두께 t1, t2, t3, t4와, 상기 (12)식에 나타내는 함수 g(n)의 곱에 의해 산출된다. 그 후, 다시, 두께 t1, t2, t3, t4가, 상기 (8)식에 나타내는 함수 f(n)과, 산출된 두께 tr1, tr2, tr3, tr4의 곱에 의해 산출된다. 다시 산출된 두께 t1, t2, t3, t4는, 하기 (13)식을 만족시킨다.
Figure pct00009
또한, 3개의 정보 기록면을 갖는 광 기록 매체(30)의 커버층(32), 제 1 중간층(33) 및 제 2 중간층(34)의 형상적인 두께 tr1, tr2, tr3은, 구면 수차를 기준으로 하여, 굴절률 nr1, nr2, nr3에 따라 결정된다. 그리고, 두께 tr1, tr2, tr3은, 디포커스의 양을 기준으로 하여, 소정의 굴절률 no를 갖는 경우의 각 층의 두께 t1, t2, t3으로 각각 변환된다. 또한, 두께 t1, t2, t3의 범위가, 구면 수차가 소정의 범위 내가 되는 범위로 설정하기 위해, 두께 tr1, tr2, tr3은, 두께 t1, t2, t3과, 상기 (12)식에 나타내는 함수 g(n)의 곱에 의해 산출된다. 그 후, 다시, 두께 t1, t2, t3이, 상기 (8)식에 나타내는 함수 f(n)과, 산출된 두께 tr1, tr2, tr3의 곱에 의해 산출된다. 다시 산출된 두께 t1, t2, t3은, 하기 (14)식을 만족시킨다.
Figure pct00010
다음으로, 포커스 점프를 행하는 광 정보 장치의 일례에 대하여 설명한다.
도 13은 본 발명의 실시의 형태에 따른 광 정보 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 광 정보 장치(150)는, 광 기록 매체(40)에 조사하는 레이저광의 광 스폿을, 소정의 정보 기록면으로부터 다른 정보 기록면으로 이동시킴으로써, 복수의 정보 기록면으로부터 정보를 재생 또는 기록한다.
또한, 광 정보 장치(150)는, 복수의 정보 기록면 중 소정의 정보 기록면에 레이저광의 광 스폿을 수속시켜, 소정의 정보 기록면으로부터 정보를 재생한다. 그리고, 소정의 정보 기록면과는 상이한 다른 정보 기록면으로부터 정보를 재생하는 경우, 광 정보 장치(150)는, 레이저광의 광 스폿을 소정의 정보 기록면으로부터 다른 정보 기록면으로 이동시켜, 다른 정보 기록면으로부터 정보를 재생한다.
광 정보 장치(150)는, 구동 장치(151), 턴테이블(152), 전기 회로(153), 클램퍼(154), 모터(155) 및 광 헤드 장치(201)를 구비한다. 광 헤드 장치(201)는, 도 1에 나타내는 광 헤드 장치(201)와 동일한 구성이며, 광 기록 매체(40)는, 도 2에 나타내는 광 기록 매체(40)와 동일한 구성이다.
광 기록 매체(40)는, 턴테이블(152)에 탑재되고, 클램퍼(154)에 의해 고정된다. 모터(155)는, 턴테이블(152)을 회전시키는 것에 의해, 광 기록 매체(40)를 회전시킨다. 구동 장치(151)는, 광 기록 매체(40)의 소망하는 정보가 존재하는 트랙까지, 광 헤드 장치(201)를 조동(粗動)한다.
광 헤드 장치(201)는, 광 기록 매체에 조사하는 레이저광의 초점 위치를, 소정의 정보 기록면으로부터 다른 정보 기록면으로 이동시킴으로써, 복수의 정보 기록면으로부터 정보를 재생 또는 기록한다.
광 헤드 장치(201)는, 광 기록 매체(40)와의 위치 관계에 대응하여, 포커스 에러(초점 오차) 신호 및 트래킹 에러 신호를 전기 회로(153)에 보낸다. 전기 회로(153)는, 포커스 에러 신호 및 트래킹 에러 신호에 대응하여, 대물 렌즈(56)를 미동시키기 위한 신호를 광 헤드 장치(201)에 보낸다. 전기 회로(153)로부터의 신호에 근거하여, 광 헤드 장치(201)는, 광 기록 매체(40)에 대하여 포커스 제어 및 트래킹 제어를 행한다. 광 헤드 장치(201)는, 광 기록 매체(40)로부터 정보를 판독하고, 광 기록 매체(40)에 정보를 기입(기록), 또는, 광 기록 매체(40)로부터 정보를 소거한다.
전기 회로(153)는, 광 헤드 장치(201)로부터 얻어지는 신호에 근거하여, 모터(155) 및 광 헤드 장치(201)를 제어 및 구동한다. 또한, 전기 회로(153)는, 포커스 점프의 순서를 주로 제어한다. 즉, 전기 회로(153)는, 초점 위치를 이동시키기 전에, 이동할 곳의 다른 정보 기록면에서 발생하는 구면 수차를 보정하도록, 광 헤드 장치(201)를 제어한다. 또, 광 헤드 장치(201)에 있어서의 구체적인 구면 수차 보정 방법에 대해서는, 이미 설명한 것과 같다.
본 실시의 형태의 광 정보 장치(150)는, 상술한 광 기록 매체(40)에 대하여, 포커스 점프를 행하기 전에 콜리메이트 렌즈(53)를 움직임으로써, 점프할 곳의 정보 기록면에서 발생하는 구면 수차를 보정하고, 그 후, 초점 위치를 이동시킨다. 따라서, 갈 곳의 정보 기록면에서의 포커스 에러 신호가 양질이 되므로, 안정하게 포커스 점프를 행할 수 있다.
또, 상술한 구체적 실시 형태에는 이하의 구성을 갖는 발명이 주로 포함되어 있다.
본 발명의 한 국면에 따른 광 기록 매체의 제조 방법은, (N-1)개(N은 4 이상의 자연수)의 정보 기록면을 갖는 광 기록 매체의 제조 방법으로서, 굴절률 nr1, nr2, …, nrN을 갖는 커버층 및 제 1~제 (N-1)의 중간층의 형상적인 두께를, 광이 입사하는 상기 광 기록 매체의 표면측으로부터 차례로 각각 tr1, tr2, …, trN으로 했을 때, 상기 두께 tr1, tr2, …, trN은, 상기 두께 tr1, tr2, …, trN에 의한 광 빔의 확대량과 같은 확대량을 일으키는 소정의 굴절률 no를 갖는 층의 두께 t1, t2, …, tN으로 변환되고, 두께 ti로부터 두께 tj까지의 합과 두께 tk로부터 두께 tm까지의 합의 차이 DFF는 1㎛ 이상으로 하고(i, j, k 및 m은, i≤j〈k≤m≤N을 만족시키는 임의의 자연수), 상기 두께 t1, t2, …, tN은, 하기 (15)식에 나타내는 함수 f(n)과, 상기 두께 tr1, tr2, …, trN의 곱에 의해 산출된다.
Figure pct00011
단, 상기 (15)식에 있어서, n=nr1, nr2, …, nrN.
이 구성에 의하면, 굴절률 nr1, nr2, …, nrN을 갖는 커버층 및 제 1~제 (N-1)의 중간층의 형상적인 두께를, 광이 입사하는 광 기록 매체의 표면측으로부터 차례로 각각 tr1, tr2, …, trN으로 했을 때, 두께 tr1, tr2, …, trN은, 두께 tr1, tr2, …, trN에 의한 광 빔의 확대량과 같은 확대량을 일으키는 소정의 굴절률 no를 갖는 층의 두께 t1, t2, …, tN으로 변환된다. 그리고, 두께 ti로부터 두께 tj까지의 합과 두께 tk로부터 두께 tm까지의 합의 차이 DFF는 1㎛ 이상으로 한다(i, j, k 및 m은, i≤j〈k≤m≤N을 만족시키는 임의의 자연수). 또한, 두께 t1, t2, …, tN은, 상기 (15)식에 나타내는 함수 f(n)과, 두께 tr1, tr2, …, trN의 곱에 의해 산출된다.
따라서, 두께 ti로부터 두께 tj까지의 합과 두께 tk로부터 두께 tm까지의 합의 차이 DFF가 1㎛ 이상이 되므로, 광 기록 매체의 표면의 뒤쪽에 광이 결상하는 것을 방지하고, 또한 각 정보 기록면에서의 반사광끼리의 간섭을 줄임으로써, 서보 신호 및 재생 신호의 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 광 기록 매체의 표면과, 광 기록 매체의 표면에 가장 가까운 정보 기록면의 간격을 크게 설정하는 것이 가능해지므로, 광 기록 매체의 표면에 상처나 오염이 있는 경우의 재생 신호의 열화를 억제할 수 있다.
본 발명의 다른 국면에 따른 광 기록 매체의 제조 방법은, (N-1)개(N은 4 이상의 자연수)의 정보 기록면을 갖는 광 기록 매체의 제조 방법으로서, 굴절률 nr1, nr2, …, nrN을 갖는 커버층 및 제 1~제 (N-1)의 중간층의 형상적인 두께를, 광이 입사하는 상기 광 기록 매체의 표면측으로부터 차례로 각각 tr1, tr2, …, trN으로 했을 때, 상기 두께 tr1, tr2, …, trN의 목표치는, 소정의 굴절률 no를 갖는 층의 두께 t1, t2, …, tN을, 상기 두께 t1, t2, …, tN에 의한 광 빔의 확대량과 같은 확대량을 일으키는 상기 두께 tr1, tr2, …, trN으로 변환함으로써 산출되고, 두께 ti로부터 두께 tj까지의 합과 두께 tk로부터 두께 tm까지의 합의 차이 DFF는 1㎛ 이상으로 하고(i, j, k 및 m은, i≤j〈k≤m≤N을 만족시키는 임의의 자연수), 상기 두께 t1, t2, …, tN은, 하기 (16)식에 나타내는 함수 f(n)의 역수 1/f(n)과, 상기 두께 t1, t2, …, tN의 곱에 의해 산출된다.
Figure pct00012
단, 상기 (16)식에 있어서, n=nr1, nr2, …, nrN.
이 구성에 의하면, 굴절률 nr1, nr2, …, nrN을 갖는 커버층 및 제 1~제 (N-1)의 중간층의 형상적인 두께를, 광이 입사하는 광 기록 매체의 표면측으로부터 차례로 각각 tr1, tr2, …, trN으로 했을 때, 두께 tr1, tr2, …, trN의 목표치는, 소정의 굴절률 no를 갖는 층의 두께 t1, t2, …, tN을, 두께 t1, t2, …, tN에 의한 광 빔의 확대량과 같은 확대량을 일으키는 두께 tr1, tr2, …, trN으로 변환함으로써 산출된다. 그리고, 두께 ti로부터 두께 tj까지의 합과 두께 tk로부터 두께 tm까지의 합의 차이 DFF는 1㎛ 이상으로 한다(i, j, k 및 m은, i≤j〈k≤m≤N을 만족시키는 임의의 자연수). 또한, 두께 t1, t2, …, tN은, 상기 (16)식에 나타내는 함수 f(n)의 역수와, 두께 t1, t2, …, tN의 곱에 의해 산출된다.
따라서, 두께 ti로부터 두께 tj까지의 합과 두께 tk로부터 두께 tm까지의 합의 차이 DFF가 1㎛ 이상이 되므로, 광 기록 매체의 표면의 뒤쪽에 광이 결상하는 것을 방지하고, 또한 각 정보 기록면에서의 반사광끼리의 간섭을 줄임으로써, 서보 신호 및 재생 신호의 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 광 기록 매체의 표면과, 광 기록 매체의 표면에 가장 가까운 정보 기록면의 간격을 크게 설정하는 것이 가능해지므로, 광 기록 매체의 표면에 상처나 오염이 있는 경우의 재생 신호의 열화를 억제할 수 있다.
또한, 상기 광 기록 매체의 제조 방법에 있어서, 상기 커버층 및 상기 제 1~제 (N-1)의 중간층의 두께의 범위는, 구면 수차가 소정의 범위 내가 되는 범위로 설정되는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 커버층 및 제 1~제 (N-1)의 중간층의 두께의 범위는, 구면 수차가 소정의 범위 내가 되는 범위로 설정되므로, 두께 tr1, tr2, …, trN을 갖는 커버층 및 제 1~제 (N-1)의 중간층에서의 구면 수차를 억제할 수 있다.
또한, 상기 광 기록 매체의 제조 방법에 있어서, 상기 커버층의 두께 및 상기 제 1~제 (N-1)의 중간층의 두께의 범위를, 구면 수차가 소정의 범위 내가 되는 범위로 설정하기 위해, 상기 두께 tr1, tr2, …, trN의 목표치는, 상기 두께 t1, t2, …, tN과, 하기 (17)식에 나타내는 함수 g(n)의 곱에 의해 산출되는 것이 바람직하다.
Figure pct00013
단, 상기 (17)식에 있어서, n=nr1, nr2, …, nrN.
이 구성에 의하면, 커버층의 두께 및 제 1~제 (N-1)의 중간층의 두께의 범위를, 구면 수차가 소정의 범위 내가 되는 범위로 설정하기 위해, 두께 tr1, tr2, …, trN의 목표치가, 두께 t1, t2, …, tN과, 상기 (17)식에 나타내는 함수 g(n)의 곱에 의해 산출된다.
따라서, 구면 수차를 억제할 수 있는 두께 tr1, tr2, …, trN의 목표치를 용이하게 산출할 수 있다.
또한, 상기 광 기록 매체의 제조 방법에 있어서, 상기 굴절률 no는, 1.60인 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 커버층 및 제 1~제 (N-1)의 중간층의 형상적인 두께 tr1, tr2, …, trN은, 1.60의 굴절률을 갖는 경우의 각 층의 두께 t1, t2, …, tN으로 각각 변환할 수 있다.
또한, 상기 광 기록 매체의 제조 방법에 있어서, 상기 두께 t1, t2, …, tN은, 각각 10㎛ 이상인 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 두께 t1, t2, …, tN을, 각각 10㎛ 이상으로 함으로써, 인접하는 정보 기록면으로부터의 크로스토크의 영향을 경감할 수 있어, 각 정보 기록면에서의 반사광끼리의 간섭을 줄일 수 있다.
본 발명의 다른 국면에 따른 광 기록 매체는, (N-1)개(N은 4 이상의 자연수)의 정보 기록면을 갖는 광 기록 매체로서, 광이 입사하는 상기 광 기록 매체의 표면으로부터, 상기 표면에 가장 가까운 제 1 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 커버층과, 제 1~제 N의 정보 기록면의 각 정보 기록면의 사이에 존재하는 제 1~제 (N-1)의 중간층을 구비하고, 굴절률 nr1, nr2, …, nrN을 갖는 상기 커버층 및 상기 제 1~제 (N-1)의 중간층의 형상적인 두께를, 광이 입사하는 상기 광 기록 매체의 표면측으로부터 차례로 각각 tr1, tr2, …, trN으로 했을 때, 상기 두께 tr1, tr2, …, trN은, 상기 두께 tr1, tr2, …, trN에 의한 광 빔의 확대량과 같은 확대량을 일으키는 소정의 굴절률 no를 갖는 층의 두께 t1, t2, …, tN으로 변환되고, 두께 ti로부터 두께 tj까지의 합과 두께 tk로부터 두께 tm까지의 합의 차이 DFF는 1㎛ 이상으로 하고(i, j, k 및 m은, i≤j〈k≤m≤N을 만족시키는 임의의 자연수), 상기 두께 t1, t2, …, tN은, 하기 (18)식에 나타내는 함수 f(n)과, 상기 두께 tr1, tr2, …, trN의 곱에 의해 산출된다.
Figure pct00014
단, 상기 (18)식에 있어서, n=nr1, nr2, …, nrN.
이 구성에 의하면, 광 기록 매체는, 광이 입사하는 광 기록 매체의 표면으로부터, 표면에 가장 가까운 제 1 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 커버층과, 제 1~제 N의 정보 기록면의 각 정보 기록면의 사이에 존재하는 제 1~제 (N-1)의 중간층을 구비한다. 굴절률 nr1, nr2, …, nrN을 갖는 커버층 및 제 1~제 (N-1)의 중간층의 형상적인 두께를, 광이 입사하는 광 기록 매체의 표면측으로부터 차례로 각각 tr1, tr2, …, trN으로 했을 때, 두께 tr1, tr2, …, trN은, 두께 tr1, tr2, …, trN에 의한 광 빔의 확대량과 같은 확대량을 일으키는 소정의 굴절률 no를 갖는 층의 두께 t1, t2, …, tN으로 변환된다. 그리고, 두께 ti로부터 두께 tj까지의 합과 두께 tk로부터 두께 tm까지의 합의 차이 DFF는 1㎛ 이상으로 한다(i, j, k 및 m은, i≤j〈k≤m≤N을 만족시키는 임의의 자연수). 또한, 두께 t1, t2, …, tN은, 상기 (18)식에 나타내는 함수 f(n)과, 두께 tr1, tr2, …, trN의 곱에 의해 산출된다.
따라서, 두께 ti로부터 두께 tj까지의 합과 두께 tk로부터 두께 tm까지의 합의 차이 DFF가 1㎛ 이상이 되므로, 광 기록 매체의 표면의 뒤쪽에 광이 결상하는 것을 방지하고, 또한 각 정보 기록면에서의 반사광끼리의 간섭을 줄임으로써, 서보 신호 및 재생 신호의 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 광 기록 매체의 표면과, 광 기록 매체의 표면에 가장 가까운 정보 기록면의 간격을 크게 설정하는 것이 가능해지므로, 광 기록 매체의 표면에 상처나 오염이 있는 경우의 재생 신호의 열화를 억제할 수 있다.
본 발명의 다른 국면에 따른 광 기록 매체는, 복수의 정보 기록면을 갖는 광 기록 매체로서, 굴절률 nr1을 갖고, 광이 입사하는 상기 광 기록 매체의 표면으로부터, 상기 표면에 가장 가까운 제 1 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 커버층과, 굴절률 nr2를 갖고, 상기 제 1 정보 기록면으로부터, 상기 표면에 두 번째로 가까운 제 2 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 제 1 중간층과, 굴절률 nr3을 갖고, 상기 제 2 정보 기록면으로부터, 상기 표면에 세 번째로 가까운 제 3 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 제 2 중간층과, 굴절률 nr4를 갖고, 상기 제 3 정보 기록면으로부터, 상기 표면에 네 번째로 가까운 제 4 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 제 3 중간층을 구비하고, 상기 커버층, 상기 제 1 중간층, 상기 제 2 중간층 및 상기 제 3 중간층의 형상적인 두께 tr1, tr2, tr3, tr4는, 구면 수차를 기준으로 하여, 상기 굴절률 nr1, nr2, nr3, nr4에 따라 결정되고, 상기 두께 tr1, tr2, tr3, tr4는, 디포커스의 양을 기준으로 하여, 소정의 굴절률 no를 갖는 경우의 각 층의 두께 t1, t2, t3, t4로 각각 변환되고, 상기 두께 t1, t2, t3, t4의 범위가, 구면 수차가 소정의 범위 내가 되는 범위로 설정하기 위해, 상기 두께 tr1, tr2, tr3, tr4는, 상기 두께 t1, t2, t3, t4와, 하기 (19)식에 나타내는 함수 g(n)의 곱에 의해 산출되고, 다시, 상기 두께 t1, t2, t3, t4가, 하기 (20)식에 나타내는 함수 f(n)과, 상기 산출된 두께 tr1, tr2, tr3, tr4의 곱에 의해 산출되고, 다시 산출된 상기 두께 t1, t2, t3, t4는, 하기 (21)식을 만족시킨다.
Figure pct00015
단, 상기 (19) 및 (20)식에 있어서, n=nr1, nr2, nr3, nr4.
이 구성에 의하면, 광 기록 매체는, 굴절률 nr1을 갖고, 광이 입사하는 광 기록 매체의 표면으로부터, 표면에 가장 가까운 제 1 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 커버층과, 굴절률 nr2를 갖고, 제 1 정보 기록면으로부터, 표면에 두 번째로 가까운 제 2 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 제 1 중간층과, 굴절률 nr3을 갖고, 제 2 정보 기록면으로부터, 표면에 세 번째로 가까운 제 3 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 제 2 중간층과, 굴절률 nr4를 갖고, 제 3 정보 기록면으로부터, 표면에 네 번째로 가까운 제 4 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 제 3 중간층을 구비한다. 그리고, 커버층, 제 1 중간층, 제 2 중간층 및 제 3 중간층의 형상적인 두께 tr1, tr2, tr3, tr4는, 구면 수차를 기준으로 하여, 굴절률 nr1, nr2, nr3, nr4에 따라 결정된다. 또한, 두께 tr1, tr2, tr3, tr4는, 디포커스의 양을 기준으로 하여, 소정의 굴절률 no를 갖는 경우의 각 층의 두께 t1, t2, t3, t4로 각각 변환된다. 두께 t1, t2, t3, t4의 범위가, 구면 수차가 소정의 범위 내가 되는 범위로 설정하기 위해, 두께 tr1, tr2, tr3, tr4는, 두께 t1, t2, t3, t4와, 상기 (19)식에 나타내는 함수 g(n)의 곱에 의해 산출된다. 그 후, 다시, 두께 t1, t2, t3, t4가, 상기 (20)식에 나타내는 함수 f(n)과, 산출된 두께 tr1, tr2, tr3, tr4의 곱에 의해 산출되고, 다시 산출된 두께 t1, t2, t3, t4는, 상기 (21)식을 만족시킨다.
따라서, 커버층, 제 1 중간층, 제 2 중간층 및 제 3 중간층의 형상적인 두께 tr1, tr2, tr3, tr4로부터 변환된 두께 t1, t2, t3, t4는, ｜(t1+t2)-(t3+t4)｜≥1㎛를 만족시키므로, 광 기록 매체의 표면의 뒤쪽에 광이 결상하는 것을 방지하고, 또한 각 정보 기록면에서의 반사광끼리의 간섭을 줄임으로써, 서보 신호 및 재생 신호의 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 광 기록 매체의 표면과, 광 기록 매체의 표면에 가장 가까운 정보 기록면의 간격을 크게 설정하는 것이 가능해지므로, 광 기록 매체의 표면에 상처나 오염이 있는 경우의 재생 신호의 열화를 억제할 수 있다.
본 발명의 다른 국면에 따른 광 기록 매체는, 복수의 정보 기록면을 갖는 광 기록 매체로서, 굴절률 nr1을 갖고, 광이 입사하는 상기 광 기록 매체의 표면으로부터, 상기 표면에 가장 가까운 제 1 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 커버층과, 굴절률 nr2를 갖고, 상기 제 1 정보 기록면으로부터, 상기 표면에 두 번째로 가까운 제 2 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 제 1 중간층과, 굴절률 nr3을 갖고, 상기 제 2 정보 기록면으로부터, 상기 표면에 세 번째로 가까운 제 3 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 제 2 중간층을 구비하고, 상기 커버층, 상기 제 1 중간층 및 상기 제 2 중간층의 형상적인 두께 tr1, tr2, tr3은, 구면 수차를 기준으로 하여, 상기 굴절률 nr1, nr2, nr3에 따라 결정되고, 상기 두께 tr1, tr2, tr3은, 디포커스의 양을 기준으로 하여, 소정의 굴절률 no를 갖는 경우의 각 층의 두께 t1, t2, t3으로 각각 변환되고, 상기 두께 t1, t2, t3의 범위가, 구면 수차가 소정의 범위 내가 되는 범위로 설정하기 위해, 상기 두께 tr1, tr2, tr3은, 상기 두께 t1, t2, t3과, 하기 (22)식에 나타내는 함수 g(n)의 곱에 의해 산출되고, 다시, 상기 두께 t1, t2, t3이, 하기 (23)식에 나타내는 함수 f(n)과, 상기 산출된 두께 tr1, tr2, tr3의 곱에 의해 산출되고, 다시 산출된 상기 두께 t1, t2, t3은, 하기 (24)식을 만족시킨다.
Figure pct00016
단, 상기 (22) 및 (23)식에 있어서, n=nr1, nr2, nr3.
이 구성에 의하면, 광 기록 매체는, 굴절률 nr1을 갖고, 광이 입사하는 광 기록 매체의 표면으로부터, 표면에 가장 가까운 제 1 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 커버층과, 굴절률 nr2를 갖고, 제 1 정보 기록면으로부터, 표면에 두 번째로 가까운 제 2 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 제 1 중간층과, 굴절률 nr3을 갖고, 제 2 정보 기록면으로부터, 표면에 세 번째로 가까운 제 3 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 제 2 중간층을 구비한다. 그리고, 커버층, 제 1 중간층 및 제 2 중간층의 형상적인 두께 tr1, tr2, tr3은, 구면 수차를 기준으로 하여, 굴절률 nr1, nr2, nr3에 따라 결정된다. 또한, 두께 tr1, tr2, tr3은, 디포커스의 양을 기준으로 하여, 소정의 굴절률 no를 갖는 경우의 각 층의 두께 t1, t2, t3으로 각각 변환된다. 두께 t1, t2, t3의 범위가, 구면 수차가 소정의 범위 내가 되는 범위로 설정하기 위해, 두께 tr1, tr2, tr3은, 두께 t1, t2, t3과, 상기 (22)식에 나타내는 함수 g(n)의 곱에 의해 산출된다. 그 후, 다시, 두께 t1, t2, t3이, 상기 (23)식에 나타내는 함수 f(n)과, 산출된 두께 tr1, tr2, tr3의 곱에 의해 산출되고, 다시 산출된 두께 t1, t2, t3은, 상기 (24)식을 만족시킨다.
따라서, 커버층, 제 1 중간층 및 제 2 중간층의 형상적인 두께 tr1, tr2, tr3으로부터 변환된 두께 t1, t2, t3은, ｜t1-(t2+t3)｜≥1㎛를 만족시키므로, 광 기록 매체의 표면의 뒤쪽에 광이 결상하는 것을 방지하고, 또한 각 정보 기록면에서의 반사광끼리의 간섭을 줄임으로써, 서보 신호 및 재생 신호의 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 광 기록 매체의 표면과, 광 기록 매체의 표면에 가장 가까운 정보 기록면의 간격을 크게 설정하는 것이 가능해지므로, 광 기록 매체의 표면에 상처나 오염이 있는 경우의 재생 신호의 열화를 억제할 수 있다.
본 발명의 다른 국면에 따른 광 정보 장치는, 상기 어느 하나에 기재된 광 기록 매체로부터 정보를 재생 또는 기록하는 광 정보 장치로서, 상기 광 정보 장치는, 상기 광 기록 매체에 조사하는 레이저광의 광 스폿을, 소정의 정보 기록면으로부터 다른 정보 기록면으로 이동시킴으로써, 복수의 정보 기록면으로부터 정보를 재생 또는 기록한다. 이 구성에 의하면, 광 기록 매체에 조사하는 레이저광의 광 스폿이, 소정의 정보 기록면으로부터 다른 정보 기록면으로 이동되는 것에 의해, 복수의 정보 기록면으로부터 정보가 재생 또는 기록된다.
본 발명의 다른 국면에 따른 정보 재생 방법은, 상기 어느 하나에 기재된 광 기록 매체로부터 정보를 재생하는 정보 재생 방법으로서, 상기 정보 재생 방법은, 복수의 정보 기록면 중 소정의 정보 기록면에 레이저광의 광 스폿을 수속시키는 단계와, 상기 소정의 정보 기록면으로부터 정보를 재생하는 단계와, 상기 소정의 정보 기록면과는 상이한 다른 정보 기록면으로부터 정보를 재생하는 경우, 상기 레이저광의 광 스폿을 상기 소정의 정보 기록면으로부터 상기 다른 정보 기록면으로 이동시켜, 상기 다른 정보 기록면으로부터 정보를 재생하는 단계를 포함한다.
구성에 의하면, 복수의 정보 기록면 중 소정의 정보 기록면에 레이저광의 광 스폿이 수속되고, 소정의 정보 기록면으로부터 정보가 재생된다. 또한, 소정의 정보 기록면과는 상이한 다른 정보 기록면으로부터 정보가 재생되는 경우, 레이저광의 광 스폿이 소정의 정보 기록면으로부터 다른 정보 기록면으로 이동되고, 다른 정보 기록면으로부터 정보가 재생된다.
또, 발명을 실시하기 위한 형태의 항에 있어서 이루어진 구체적인 실시 형태 또는 실시예는, 어디까지나, 본 발명의 기술 내용을 밝히는 것으로, 그와 같은 구체예에만 한정하여 협의로 해석되어야 하는 것이 아니고, 본 발명의 정신과 특허 청구 사항의 범위 내에서, 여러 가지 변경하여 실시할 수 있는 것이다.
(산업상이용가능성)
본 발명에 따른 다층 광 디스크(광 기록 매체), 광 기록 매체의 제조 방법, 광 정보 장치 및 정보 재생 방법은, 커버층 및 중간층의 굴절률이 표준치와 다른 경우라도, 임의의 정보 기록면의 재생시에 다른 정보 기록면으로부터의 반사광의 영향을 최소한으로 억제함으로써, 광 헤드 장치에서의 서보 신호 및 재생 신호에 대한 영향을 저감할 수 있어, 조사된 광에 의해 정보가 기록 또는 재생되는 광 기록 매체, 그 광 기록 매체의 제조 방법, 그 광 기록 매체에 정보를 기록 또는 재생하는 광 정보 장치, 및 그 광 기록 매체로부터 정보를 재생하는 정보 재생 방법에 유용하다.
이에 의해, 품질이 좋은 재생 신호를 얻을 수 있어, 대용량이면서 기존 광 기록 매체와의 호환성을 확보하기 쉬운 광 기록 매체를 제공할 수 있다.

Claims (11)

  1. (N-1)개(N은 4 이상의 자연수)의 정보 기록면을 갖는 광 기록 매체의 제조 방법으로서,
    굴절률 nr1, nr2, …, nrN을 갖는 커버층 및 제 1~제 (N-1)의 중간층의 형상적인 두께를, 광이 입사하는 상기 광 기록 매체의 표면측으로부터 차례로 각각 tr1, tr2, …, trN으로 했을 때, 상기 두께 tr1, tr2, …, trN은, 상기 두께 tr1, tr2, …, trN에 의한 광 빔의 확대량과 같은 확대량을 일으키는 소정의 굴절률 no를 갖는 층의 두께 t1, t2,ㆍㆍㆍtN으로 변환되고,
    두께 ti로부터 두께 tj까지의 합과 두께 tk로부터 두께 tm까지의 합의 차이 DFF는 1㎛ 이상으로 하고(i, j, k 및 m은, i≤j〈k≤m≤N을 만족시키는 임의의 자연수),
    상기 두께 t1, t2, …, tN은, 하기 (1)식에 나타내는 함수 f(n)과, 상기 두께 tr1, tr2, …, trN의 곱에 의해 산출되는 것
    을 특징으로 하는 광 기록 매체의 제조 방법.
    Figure pct00017

    단, 상기 (1)식에 있어서, n=nr1, nr2, …, nrN.
  2. (N-1)개(N은 4 이상의 자연수)의 정보 기록면을 갖는 광 기록 매체의 제조 방법으로서,
    굴절률 nr1, nr2, …, nrN을 갖는 커버층 및 제 1~제 (N-1)의 중간층의 형상적인 두께를, 광이 입사하는 상기 광 기록 매체의 표면측으로부터 차례로 각각 tr1, tr2, …, trN으로 했을 때, 상기 두께 tr1, tr2, …, trN의 목표치는, 소정의 굴절률 no를 갖는 층의 두께 t1, t2, …, tN을, 상기 두께 t1, t2, …, tN에 의한 광 빔의 확대량과 같은 확대량을 일으키는 상기 두께 tr1, tr2, …, trN으로 변환함으로써 산출되고,
    두께 ti로부터 두께 tj까지의 합과 두께 tk로부터 두께 tm까지의 합의 차이 DFF는 1㎛ 이상으로 하고(i, j, k 및 m은, i≤j〈k≤m≤N을 만족시키는 임의의 자연수),
    상기 두께 t1, t2, …, tN은, 하기 (2)식에 나타내는 함수 f(n)의 역수 1/f(n)과, 상기 두께 t1, t2, …, tN의 곱에 의해 산출되는 것
    을 특징으로 하는 광 기록 매체의 제조 방법.
    Figure pct00018

    단, 상기 (2)식에 있어서, n=nr1, nr2, …, nrN.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 커버층 및 상기 제 1~제 (N-1)의 중간층의 두께의 범위는, 구면 수차가 소정의 범위 내가 되는 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 광 기록 매체의 제조 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커버층의 두께 및 상기 제 1~제 (N-1)의 중간층의 두께의 범위를, 구면 수차가 소정의 범위 내가 되는 범위로 설정하기 위해, 상기 두께 tr1, tr2, …, trN의 목표치는, 상기 두께 t1, t2, …, tN과, 하기 (3)식에 나타내는 함수 g(n)의 곱에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 광 기록 매체의 제조 방법.
    Figure pct00019

    단, 상기 (3)식에 있어서, n=nr1, nr2, …, nrN.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 굴절률 no는, 1.60인 것을 특징으로 하는 광 기록 매체의 제조 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 두께 t1, t2, …, tN은, 각각 10㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 광 기록 매체의 제조 방법.
  7. (N-1)개(N은 4 이상의 자연수)의 정보 기록면을 갖는 광 기록 매체로서,
    광이 입사하는 상기 광 기록 매체의 표면으로부터, 상기 표면에 가장 가까운 제 1 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 커버층과,
    제 1~제 N의 정보 기록면의 각 정보 기록면의 사이에 존재하는 제 1~제 (N-1)의 중간층
    을 구비하고,
    굴절률 nr1, nr2, …, nrN을 갖는 상기 커버층 및 상기 제 1~제 (N-1)의 중간층의 형상적인 두께를, 광이 입사하는 상기 광 기록 매체의 표면측으로부터 차례로 각각 tr1, tr2, …, trN으로 했을 때, 상기 두께 tr1, tr2, …, trN은, 상기 두께 tr1, tr2, …, trN에 의한 광 빔의 확대량과 같은 확대량을 일으키는 소정의 굴절률 no를 갖는 층의 두께 t1, t2, …, tN으로 변환되고,
    두께 ti로부터 두께 tj까지의 합과 두께 tk로부터 두께 tm까지의 합의 차이 DFF는 1㎛ 이상으로 하고(i, j, k 및 m은, i≤j〈k≤m≤N을 만족시키는 임의의 자연수),
    상기 두께 t1, t2, …, tN은, 하기 (4)식에 나타내는 함수 f(n)과, 상기 두께 tr1, tr2, …, trN의 곱에 의해 산출되는 것
    을 특징으로 하는 광 기록 매체.
    Figure pct00020

    단, 상기 (4)식에 있어서, n=nr1, nr2, …, nrN.
  8. 복수의 정보 기록면을 갖는 광 기록 매체로서,
    굴절률 nr1을 갖고, 광이 입사하는 상기 광 기록 매체의 표면으로부터, 상기 표면에 가장 가까운 제 1 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 커버층과,
    굴절률 nr2를 갖고, 상기 제 1 정보 기록면으로부터, 상기 표면에 두 번째로 가까운 제 2 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 제 1 중간층과,
    굴절률 nr3을 갖고, 상기 제 2 정보 기록면으로부터, 상기 표면에 세 번째로 가까운 제 3 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 제 2 중간층과,
    굴절률 nr4를 갖고, 상기 제 3 정보 기록면으로부터, 상기 표면에 네 번째로 가까운 제 4 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 제 3 중간층
    을 구비하고,
    상기 커버층, 상기 제 1 중간층, 상기 제 2 중간층 및 상기 제 3 중간층의 형상적인 두께 tr1, tr2, tr3, tr4는, 구면 수차를 기준으로 하여, 상기 굴절률 nr1, nr2, nr3, nr4에 따라 결정되고,
    상기 두께 tr1, tr2, tr3, tr4는, 디포커스의 양을 기준으로 하여, 소정의 굴절률 no를 갖는 경우의 각 층의 두께 t1, t2, t3, t4로 각각 변환되고,
    상기 두께 t1, t2, t3, t4의 범위가, 구면 수차가 소정의 범위 내가 되는 범위로 설정하기 위해, 상기 두께 tr1, tr2, tr3, tr4는, 상기 두께 t1, t2, t3, t4와, 하기 (5)식에 나타내는 함수 g(n)의 곱에 의해 산출되고,
    다시, 상기 두께 t1, t2, t3, t4가, 하기 (6)식에 나타내는 함수 f(n)과, 상기 산출된 두께 tr1, tr2, tr3, tr4의 곱에 의해 산출되고,
    다시 산출된 상기 두께 t1, t2, t3, t4는, 하기 (7)식을 만족시키는 것
    을 특징으로 하는 광 기록 매체.
    Figure pct00021

    단, 상기 (5) 및 (6)식에 있어서, n=nr1, nr2, nr3, nr4.
  9. 복수의 정보 기록면을 갖는 광 기록 매체로서,
    굴절률 nr1을 갖고, 광이 입사하는 상기 광 기록 매체의 표면으로부터, 상기 표면에 가장 가까운 제 1 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 커버층과,
    굴절률 nr2를 갖고, 상기 제 1 정보 기록면으로부터, 상기 표면에 두 번째로 가까운 제 2 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 제 1 중간층과,
    굴절률 nr3을 갖고, 상기 제 2 정보 기록면으로부터, 상기 표면에 세 번째로 가까운 제 3 정보 기록면까지의 사이에 존재하는 제 2 중간층
    을 구비하고,
    상기 커버층, 상기 제 1 중간층 및 상기 제 2 중간층의 형상적인 두께 tr1, tr2, tr3은, 구면 수차를 기준으로 하여, 상기 굴절률 nr1, nr2, nr3에 따라 결정되고,
    상기 두께 tr1, tr2, tr3은, 디포커스의 양을 기준으로 하여, 소정의 굴절률 no를 갖는 경우의 각 층의 두께 t1, t2, t3으로 각각 변환되고,
    상기 두께 t1, t2, t3의 범위가, 구면 수차가 소정의 범위 내가 되는 범위로 설정하기 위해, 상기 두께 tr1, tr2, tr3은, 상기 두께 t1, t2, t3과, 하기 (8)식에 나타내는 함수 g(n)의 곱에 의해 산출되고,
    다시, 상기 두께 t1, t2, t3이, 하기 (9)식에 나타내는 함수 f(n)과, 상기 산출된 두께 tr1, tr2, tr3의 곱에 의해 산출되고,
    다시 산출된 상기 두께 t1, t2, t3은, 하기 (10)식을 만족시키는 것
    을 특징으로 하는 광 기록 매체.
    Figure pct00022

    단, 상기 (8) 및 (9)식에 있어서, n=nr1, nr2, nr3.
  10. 청구항 7 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 기재된 광 기록 매체로부터 정보를 재생 또는 기록하는 광 정보 장치로서,
    상기 광 정보 장치는, 상기 광 기록 매체에 조사하는 레이저광의 광 스폿을, 소정의 정보 기록면으로부터 다른 정보 기록면으로 이동시킴으로써, 복수의 정보 기록면으로부터 정보를 재생 또는 기록하는 것을 특징으로 하는 광 정보 장치.
  11. 청구항 7 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 기재된 광 기록 매체로부터 정보를 재생하는 정보 재생 방법으로서,
    상기 정보 재생 방법은,
    복수의 정보 기록면 중 소정의 정보 기록면에 레이저광의 광 스폿을 수속시키는 단계와,
    상기 소정의 정보 기록면으로부터 정보를 재생하는 단계와,
    상기 소정의 정보 기록면과는 상이한 다른 정보 기록면으로부터 정보를 재생하는 경우, 상기 레이저광의 광 스폿을 상기 소정의 정보 기록면으로부터 상기 다른 정보 기록면으로 이동시켜, 상기 다른 정보 기록면으로부터 정보를 재생하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 재생 방법.
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