KR20120066050A - 광기록 매체, 광기록 매체의 제조 방법 - Google Patents

광기록 매체, 광기록 매체의 제조 방법 Download PDF

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KR20120066050A
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히로야스 이노우에
다카시 기쿠카와
고지 미시마
요시아키 곰마
조지 안자이
준 나카노
마나미 미야와키
시게키 다카가와
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티디케이가부시기가이샤
소니 가부시끼가이샤
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Abstract

3층 이상의 정보 기록층을 가진 광기록 매체에서, 인접한 정보 기록층 사이에 배치되는 여러 개의 중간층의 굴절률이, 광입사면과 이 광입사면에서 가장 가까운 정보 기록층 사이에 배치되는 커버층의 굴절률보다 커지도록 한다. 이로써 3층 이상의 정보 기록층을 가진 광기록 매체에서 다면 반사광에 의한 크로스토크를 줄여 신호 품질을 향상시킨다.

Description

광기록 매체, 광기록 매체의 제조 방법{Optical recording medium and method for manufacturing optical recording medium}
본 발명은 3층 이상의 정보 기록층을 가진 광기록 매체 및 해당 광기록 매체의 제조 방법에 관한 것이다.
종래 디지털 동영상 콘텐츠의 시청이나 디지털 데이터의 기록을 위해 CD-DA, CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD-ROM, DVD-R, DVD+/-RW, DVD-RAM, Blu-ray Disc:BD 등의 광기록 매체가 널리 이용되고 있다. 그 중에서도 차세대형 DVD규격 중 하나인 BD는 기록 재생에 사용하는 레이저광의 파장을 405㎚로 짧게 하고 대물 렌즈의 개구수를 0.85로 설정한다. BD규격에 대응한 광기록 매체측은 0.1?0.5㎛의 피치로 트랙이 형성된다. 이와 같이 함으로써 광기록 매체의 1개의 정보 기록층에 대해 25GB이상의 기록 재생을 가능하게 한다.
그런데 동영상이나 데이터의 용량은 장차 더욱 증대될 것으로 예상된다. 따라서 광기록 매체에서의 정보 기록층을 다층화함으로써 광기록 매체의 용량을 증대시키는 방법이 검토되고 있다. BD규격의 광기록 매체에서는 6층?8층의 정보 기록층을 마련함으로써 200GB의 초대용량을 실현하는 기술도 보고되고 있다.
비특허문헌 1: I.Ichimura et.al., Appl.Opt,45, 1974-1803(2006) 비특허문헌 2: K.Mishima et.al., Proc.of SPIE, 6282, 62820I(2006)
다층형 광기록 매체에서는, 일반적으로 대상이 되는 정보 기록층에서 기록 재생을 할 때 다른 정보 기록층의 신호 또는 잡음이 스며들어(크로스토크가 생겨) 서보 신호나 기록 신호의 품질이 열화된다는 문제가 있다.
한편 현재의 BD형 광기록 매체에서는, 정보 기록층이 2층이 되는 다층의 형광 기록 매체가 실용화되어 있다. 이 2층 구조의 경우 정보 기록층간의 거리를 충분히 확보할 수 있기 때문에 실용상 문제가 생기지 않을 정도까지 크로스토크를 낮출 수 있다.
그러나 3층 이상의 정보 기록층을 가진 다층 광기록 매체의 경우, 좁은 범위내에 다수의 정보 기록층을 배치할 필요가 있기 때문에 2층 구조의 경우에 비해 인접한 정보 기록층의 간격(층간 거리)을 충분히 확보할 수 없다. 따라서 광기록 매체의 설계에 따르면 크로스토크가 생겨 서보 신호나 기록 신호의 품질이 열화된다는 문제가 있다. 한편으로 이것을 방지하기 위한 구체적인 설계 수법 등이 존재하지 않기 때문에 신호 품질이 우수한 3층 이상의 광기록 매체를 얻으려면 시행착오에 의한 장기간의 개발 기간을 요구한다는 문제가 있다.
본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 3층 이상의 광기록 매체에서 층간의 크로스토크를 경감시키는 수법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명자들의 예의 연구에 의해 상기 목적은 이하의 수단에 의해 달성된다.
상기 목적을 달성하는 본 발명은 3층 이상의 정보 기록층을 갖는 광기록 매체에 있어서, 인접한 상기 정보 기록층 사이에 배치되는 복수의 중간층의 굴절률이, 광입사면과 상기 광입사면에서 가장 가까운 정보 기록층 사이에 배치되는 커버층의 굴절률보다 큰 것을 특징으로 하는 광기록 매체이다.
상기 목적을 달성하는 광기록 매체는, 상기 발명에서 상기 정보 기록층을 4층 이상 가지고 있으며, 상기 광입사면에서 가장 먼 제 1 중간층의 굴절률을 n1, 상기 광입사면에서 2번째로 먼 제 2 중간층의 굴절률을 n2, 상기 커버층의 굴절률을 nC로 할 때 n1>n2>nC가 되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하는 광기록 매체는, 상기 발명에서 상기 정보 기록층을 4층 이상 가지고 있고, 상기 광입사면에서 가장 먼 제 1 중간층의 굴절률을 n1, 상기 광입사면에서 2번째로 먼 제 2 중간층의 굴절률을 n2, 상기 광입사면에서 3번째로 먼 제 3 중간층의 굴절률을 n3, 상기 커버층의 굴절률을 nC로 할 때 n3>n1>n2>nC가 되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하는 광기록 매체는, 상기 발명에서 상기 정보 기록층을 4층 가지고 있고, 상기 광입사면에서 가장 먼 제 1 중간층의 물리적 두께를 T1, 상기 광입사면에서 2번째로 먼 제 2 중간층의 물리적 두께를 T2, 상기 광입사면에서 3번째로 먼 제 3 중간층의 물리적 두께를 T3, 상기 커버층의 물리적 두께를 TC로 했을 때 T2-T1≥1㎛, 또한 T1-T3≥1㎛, 또한 T3≥10㎛, 또한 TC-(T1+T2+T3)≥1㎛를 충족하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
상기 목적을 달성하는 광기록 매체는, 상기 발명에서 상기 제 1 중간층의 물리적 두께 T1이 15.5㎛, 상기 제 2 중간층의 물리적 두께 T2가 19.5㎛, 상기 제 3 중간층의 물리적 두께 T3가 11.5㎛, 상기 커버층의 물리적 두께 TC가 53.5㎛가 되는 것을 표준으로 하고, 공차가 1.5㎛ 이내로 수렴되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하는 광기록 매체는, 상기 발명에서 상기 정보 기록층을 3층 가지고 있고, 상기 광입사면에서 가장 먼 제 1 중간층의 굴절률을 n1, 상기 광입사면에서 2번째로 먼 제 2 중간층의 굴절률을 n2, 상기 커버층의 굴절률을 nC로 했을 때 n2>n1>nC가 되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하는 광기록 매체는, 상기 발명에서 상기 정보 기록층을 3층 가지고 있고, 상기 광입사면에서 가장 먼 제 1 중간층의 물리적 두께를 T1, 상기 광입사면에서 2번째로 먼 제 2 중간층의 물리적 두께를 T2, 상기 커버층의 물리적 두께를 TC로 했을 때 T1-T2≥1㎛, 또한 TC-(T1+T2)≥1㎛를 충족하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
상기 목적을 달성하는 광기록 매체는, 상기 발명에서 상기 제 1 중간층의 물리적 두께 T1이 26.5㎛, 상기 제 2 중간층의 물리적 두께 T2가 15.2㎛, 상기 커버층의 물리적 두께 TC가 58.3㎛가 되는 것을 표준으로 하고, 공차 3.0㎛ 이내로 수렴되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하는 본 발명은, 3층 이상의 정보 기록층을 가지며 인접한 정보 기록층 사이에 중간층이 배치되는 광기록 매체에 있어서, 광입사면에서 먼 순서대로 k번째가 되는 중간층의 굴절률을 nk, 물리적 두께를 Tk로 할 때, 상기 k번째의 중간층과 동일한 광경로 길이를 실현할 수 있는, 기준 굴절률 n에서의 검증용 두께 Hk를 다음 식으로 정의하며,
Hk=Tk×[tan{arcsin(NA/nk)}/tan{arcsin(NA/n)}](NA: 광기록 매체의 광학계의 개구수)
상기 검증용 두께 Hk가 여러 개의 상기 중간층 사이에서 서로 다른 것을 특징으로 하는 광기록 매체이다.
상기 목적을 달성하는 광기록 매체는, 상기 발명에서 상기 정보 기록층을 4층 가지고 있으며, 상기 광입사면에서 가장 먼 제 1 중간층의 굴절률을 n1, 물리적 두께를 T1, 검증용 두께를 H1으로 하고, 상기 광입사면에서 2번째로 먼 제 2 중간층의 굴절률을 n2, 물리적 두께를 T2, 검증용 두께를 H2로 하고, 상기 광입사면에서 3번째로 먼 제 3 중간층의 굴절률을 n3, 물리적 두께를 T3, 검증용 두께를 H3로 하고, 광입사면과 해당 광입사면에서 가장 가까운 상기 정보 기록층 사이에 배치되는 커버층의 굴절률을 nC, 물리적 두께를 TC, 검증용 두께를 HC로 할 때, H2-H1≥1㎛, 및 H1-H3≥1㎛, 및 H3≥10㎛, 및 HC-(H1+H2+H3)≥1㎛를 충족하는 것을 특징으로 한다. 또한, 이때 T2-T1≥1㎛, 및 T1-T3≥1㎛, 및 T3≥10㎛, 및 TC-(T1+T2+T3)≥1㎛를 동시에 충족하는 것도 바람직하다.
상기 목적을 달성하는 광기록 매체는, 상기 발명에서 상기 정보 기록층을 3층 가지고 있으며, 상기 광입사면에서 가장 먼 제 1 중간층의 굴절률을 n1, 물리적 두께를 T1, 검증용 두께를 H1로 하고, 상기 광입사면에서 2번째로 먼 제 2 중간층의 굴절률을 n2, 물리적 두께를 T2, 검증용 두께를 H2로 하고, 광입사면과 해당 광입사면에서 가장 가까운 상기 정보 기록층 사이에 배치되는 커버층의 굴절률을 nC, 물리적 두께를 TC, 검증용 두께를 HC로 할 때, H1-H2≥1㎛, 및 HC-(H1+H2)≥1㎛를 충족하는 것을 특징으로 한다. 또한, 이때 T1-T2≥1㎛, 및 TC-(T1+T2)≥1㎛를 동시에 충족하는 것이 바람직하다.
상기 목적을 달성하는 본 발명은, 3층 이상의 정보 기록층을 갖는 광기록 매체의 제조 방법에 있어서, 인접한 정보 기록층 사이에 배치되어 광입사면에서 먼 순서대로 k번째가 되는 중간층의 굴절률을 nk, 물리적 두께를 Tk로 하고, 상기 k번째의 중간층과 같은 광경로 길이를 실현할 수 있는, 기준 굴절률 n에서의 검증용 두께 Hk를 다음 식을 사용하여 산출하고,
Hk=Tk×[tan{arcsin(NA/nk)}/tan{arcsin(NA/n)}](NA: 광기록 매체의 광학계의 개구수),
상기 검증용 두께 Hk가 여러 개의 상기 중간층 사이에서 서로 다르도록 상기 굴절률 nk, 상기 물리적 두께 Tk를 설정하여 제조하는 것을 특징으로 하는 광기록 매체의 제조 방법이다.
상기 목적을 달성하는 광기록 매체의 제조 방법은, 상기 발명에서 상기 정보 기록층을 4층 가지고 있고, 상기 광입사면에서 가장 먼 제 1 중간층의 굴절률을 n1, 물리적 두께를 T1, 검증용 두께를 H1로 하고, 상기 광입사면에서 2번째로 먼 제 2 중간층의 굴절률을 n2, 물리적 두께를 T2, 검증용 두께를 H2로 하고, 상기 광입사면에서 3번째로 먼 제 3 중간층의 굴절률을 n3, 물리적 두께를 T3, 검증용 두께를 H3로 하고, 광입사면과 해당 광입사면에서 가장 가까운 상기 정보 기록층 사이에 배치되는 커버층의 굴절률을 nC, 물리적 두께를 TC, 검증용 두께를 HC로 했을 때 H2-H1≥1㎛, 또한 H1-H3≥1㎛, 또한 H3≥10㎛, 또한 HC-(H1+H2+H3)≥1㎛를 충족하는 것을 특징으로 한다. 아울러 이때 T2-T1≥1㎛, T1-T3≥1㎛, T3≥10㎛, TC-(T1+T2+T3)≥1㎛를 동시에 충족하는 것이 바람직하다.
상기 목적을 달성하는 광기록 매체의 제조 방법은, 상기 발명에서 상기 정보 기록층을 3층 가지고 있으며, 상기 광입사면에서 가장 먼 제 1 중간층의 굴절률을 n1, 물리적 두께를 T1, 검증용 두께를 H1H1로 하고, 상기 광입사면에서 2번째로 먼 제 2 중간층의 굴절률을 n2, 물리적 두께를 T2, 검증용 두께를 H2로 하고, 광입사면과 해당 광입사면에서 가장 가까운 상기 정보 기록층 사이에 배치되는 커버층의 굴절률을 nC, 물리적 두께를 TC, 검증용 두께를 HC로 했을 때 H1-H2≥1㎛, 및 HC-(H1+H2)≥1㎛를 충족하는 것을 특징으로 한다. 아울러 이 때에 T1-T2≥1㎛, 및 TC-(T1+T2)≥1㎛를 동시에 충족하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 정보 기록층을 3층 이상 가진 광기록 매체에서 층간의 크로스토크를 경감시킬 수 있는 우수한 효과를 발휘할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 광기록 매체 및 이 광기록 매체를 기록 재생하는 광픽업의 구조를 도시한 블럭도이다.
도 2는, 동일 광기록 매체의 구조를 도시한 부분 확대도이다.
도 3은, 동일 광기록 매체의 설계 적합성 여부를 판단하기 위한 제 1 검증 결과를 도시한 표도면이다.
도 4는, 동일 광기록 매체의 설계 적합성 여부를 판단하기 위한 제 2 검증 결과를 도시한 표도면이다.
도 5는, 동일 광기록 매체의 설계 적합성 여부를 판단하기 위한 제 3 검증 결과를 도시한 표도면이다.
도 6은, 동일 광기록 매체의 설계 적합성 여부를 판단하기 위한 제 4 검증 결과를 도시한 표도면이다.
도 7은, 구면 수차 보정을 일정하게 하기 위한 굴절률과 초점 위치의 환산 그래프이다.
도 8은, 크로스토크의 발생 원리를 설명하기 위한 광기록 매체의 부분 확대도이다.
도 9는, 크로스토크의 발생 원리를 설명하기 위한 광기록 매체의 부분 확대도이다.
도 10은, 크로스토크의 발생 원리를 설명하기 위한 광기록 매체의 부분 확대도이다.
도 11은, 크로스토크의 발생 원리를 설명하기 위한 광기록 매체의 부분 확대도이다.
도 12는, 크로스토크의 발생 원리를 설명하기 위한, 광기록 매체의 층간차(거리)와 FS신호 진폭의 상관도이다.
도 13은, 크로스토크의 발생 원리를 설명하기 위한 광기록 매체의 부분 확대도이다.
도 14는, 크로스토크의 발생 원리를 설명하기 위한, 광기록 매체의 층간두께와 지터(jitter)의 상관도이다.
<크로스토크가 생기는 원리의 설명>
우선, 4층의 정보 기록층을 가진 광기록 매체에서 크로스토크가 생기는 원리에 대해서 설명하기로 한다. 아울러 크로스토크가 생기는 주요 원인으로서, 다면 반사광에 의한 크로스토크와, 인접한 정보 기록층의 반사에 의한 크로스토크가 있다.
도 8에는 4층 구조의 광기록 매체(40)가 도시되어 있다. 이 광기록 매체(40)는, 광입사면(40z)에 가까운 쪽부터 순서대로 L3 정보 기록층(40a), L2 정보 기록층(40b), L1 정보 기록층(40c), L0 정보 기록층(40d)을 구비하고 있다. 광기록 매체(40)는 또한 커버층(42), 제 3 중간층(43), 제 2 중간층(44), 제 1 중간층(45)을 가지고 있다. 아울러 커버층(42)(광입사면(40z)에서 L3 정보 기록층(40a)까지의 기재(基材))의 두께를 TC, 제 3 중간층(43)(L3 정보 기록층(40a)에서 L2 정보 기록층(40b)까지의 기재)의 두께를 T3, 제 2 중간층(44)(L2 정보 기록층(40b)에서 L1 정보 기록층(40c)까지의 기재)의 두께를 T2, 제 1 중간층(45)(L1 정보 기록층(40c)에서 L0 정보 기록층(40d)까지의 기재)의 두께를 T1으로 한다. 또 광입사면(40z)에서 L3 정보 기록층(40a)까지의 거리를 d1(≒TC), 광입사면(40z)에서 L2 정보 기록층(40b)까지의 거리를 d2(≒TC+T3), 광입사면(40z)에서 L1 정보 기록층(40c)까지의 거리를 d3(≒TC+T3+T2), 광입사면(40z)에서 L0 정보 기록층(40d)까지의 거리를 d4(≒TC+T3+T2+T1)로 한다.
여기에서 우선 다면 반사광에 의한 크로스토크의 발생 원리에 대해서 도 8?도 11을 사용하여 설명하기로 한다. 도 8과 같이 재생 또는 기록을 위해 L0 정보 기록층(40d)에 집광된 빔(70)은 정보 기록층의 반투과성에 의해 여러 개의 광빔으로 분기된다. 도 9에서는, L0 정보 기록층(40d)의 기록 재생 목적의 빔에서 분기된 빔(71)이 L1 정보 기록층(40c)에 반사되어 L2 정보 기록층(40b)에 초점을 맺고, 이 반사광이 다시 L1 정보 기록층(40c)에 반사되어 검출되는 현상이 도시되어 있다. 이 현상을 정보 기록층의 이면 초점광이라고 부른다.
도 10에서는, L0 정보 기록층(40d)의 기록 재생 목적의 빔에서 분기된 빔(72)이 L2 정보 기록층(40b)에 반사되어 광입사면(40z)에 초점을 맺고, 이 반사광이 다시 L2 정보 기록층(40b)에 반사되어 검출되는 현상이 도시되어 있다. 이것을 광입사면의 이면 초점광이라고 부른다.
도 11에서는, L0 정보 기록층(40d)의 기록 재생 목적의 빔에서 분기된 빔(73)이,다른 정보 기록층에서 초점을 맺지 않는데, L1 정보 기록층(40c), L3 정보 기록층(40a), L2 정보 기록층(40b)의 순서로 반사되어 검출되는 현상이 도시되어 있다.
이들 도 8?도 11에 도시한 현상에서, 예를 들어 T1=T2로 설정하면 빔(70)과 빔(71)의 광경로 길이와 광속 직경이 일치되고, 동시에 광검출기(포토 디텍터)에 입사된다. 마찬가지로 T1+T2=T3+TC로 설정하면 빔(70)과 빔(72) 광경로 길이와 광속 직경이 일치되고, 또 T3=T1로 설정하면 빔(70)과 빔(73)의 광경로 길이와 광속 직경이 일치된다.
빔(70)과 비교하여 다면 반사광인 빔(71)?(73)의 광량은 작지만, 같은 광경로 길이와 같은 광속 직경으로 광검출기에 입사되기 때문에 간섭에 의한 영향은 크고 광검출기에서 수광한 광량이 매우 적은 층간두께의 변화에도 크게 변동되어 안정적인 신호를 검출할 수 없게 된다. 이것이 다면 반사광에 의한 크로스토크의 요인이다.
도 12에는, 빔(70)과 비교하여 빔(71), 빔(72) 또는 빔(73)의 광량비가 100:1이 되는 경우를 가정하고, 나아가 커버층(42)과 제 3 중간층(43)의 굴절률이 모두 1.57이 될 때에 층간두께의 차에 대한 FS 신호의 진폭 변동이 도시되어 있다. 아울러 횡축은, 커버층(42)과 제 3 중간층(43)의 두께차, 종축은 FS 신호 진폭으로서, 빔(70)뿐인 반사광을 광검출기에서 수광했을 때의 값을 DC 광량으로 규격화한 값이다. 도 12로부터 알 수 있듯이, 층간두께의 차가 1㎛이하가 되면 광량비로서는 작은 다면 반사광과의 간섭에 의해 FS 신호가 급격하게 변동되는 것을 알 수 있다.
아울러 도 13에 도시한 바와 같이 커버층(42)의 두께 TC와, 제 1?제 3 중간층(43)?(45)의 두께의 총합(T3+T2+T1)과의 차가 1㎛이하가 되어도 도 10과 완전히 동일한 원리에 의해, 분기된 빔(74)이 L3 정보 기록층(40a)와 광입사면(40z)에서 다면 반사됨으로써 FS 신호의 변동 등의 문제가 생긴다.
다음으로 인접한 정보 기록층의 반사에 의한 크로스토크에 대해서 설명하기로 한다. 정보 기록층 간의 층간 거리가 지나치게 작으면, 인접한 정보 기록층에서의 크로스토크의 영향을 받는다. 따라서 소정 값 이상의 층간 거리가 필요하게 된다. 본 발명자들은 실험에 의해 층간두께와 크로스토크의 영향을 연구하였다. 도 14에는, 각 정보 기록층의 반사율이 거의 같은 광기록 매체에서 층간두께와 지터의 관계를 도시한다. 도 14의 횡축은 층간두께, 종축은 지터값을 도시한다. 층간두께가 얇아지면 지터는 열화되고 변곡점은 약 8㎛가 되어, 그 이하의 층간두께에서는 급격한 지터의 열화가 일어난다는 것을 명확히 하였다.
아울러 일반적으로 광기록 매체의 설계나 제조상 각 정보 기록층의 반사율은1.5배 정도의 차가 생길 수 있다. 예를 들면 기록 재생 대상이 되는 정보 기록층의 반사율에 대해 인접한 다른 정보 기록층의 반사율이 1.5배가 될 경우, 간섭의 영향은 광의 진폭비에서 √1.5배가 된다. 이 반사율 변동 영향을 포함시킨 층간두께에 대한 지터는 도 14의 점선으로 도시된다. 따라서 실제 설계상에서는 층간두께의 최소치는 8㎛에서 2㎛ 늘려 10㎛이상으로 설정하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면 다른 정보 기록층의 미광(迷光)이 광검출기에 검출될 때의 광량 밀도는 반사율1.5×(8/10)2=0.96이 되어 다른 정보 기록층의 반사 효율의 증가분을 층간두께의 증가로 상쇄할 수 있다. 결론적으로 층간두께의 최소치는 10㎛가 가장 적합하다.
<제 1 실시형태>
다음으로, 본 발명의 실시형태에 관한 광기록 매체 및 그 설계?제조 방법에 대해서 설명하기로 한다. 아울러 여기에서는 각 층의 실제 두께를 「물리적 두께」로 표현하여 후술하는 계산에 의해 도출되는 「검증용 두께」의 개념과 구별한다.
도 1에는, 본 실시형태에 관한 광기록 매체(30)와, 이 기록 재생에 사용되는 광픽업(201)의 구성을 도시한다. 광원(1)에서 출사된 파장400?410㎚(여기에서는 405㎚)가 되는 발산성 빔(70)은, 초점 거리 f1이 15㎜이고 구면 수차 보정 수단(93)을 갖춘 콜리메이팅 렌즈(53)를 투과하여 편광 빔스플리터(52)에 입사한다. 편광 빔스플리터(52)에 입사된 빔(70)은 편광 빔스플리터(52)를 투과하고 1/4 파장판(54)을 투과하여 원편광으로 변환된 후 초점 거리 f2가 2㎜인 대물 렌즈(56)에서 집속빔으로 변환된다. 이 빔은, 광기록 매체(30)의 투명 기판을 투과하여 광기록 매체(30) 내부에 형성된 L0?L3 정보 기록층(30d)?(30a)(도 2 참조)중 어느 하나 위에 집광된다. 대물 렌즈(56)는 L3 정보 기록층(30a)과 L0 정보 기록층(30d)의 중간 깊이 위치에서 구면 수차가 0이 되도록 설계되어 있고, 각 정보 기록층(30a)?(30d)에 집광되는 경우에 발생하는 구면 수차는, 구면 수차 보정 수단(93)이 콜리메이팅 렌즈(53)의 위치를 광축 방향으로 이동시킴으로써 제거하도록 되어 있다.
대물 렌즈(56)의 개구는 조리개(55)로 제한되어 개구수 NA를 0.80?0.90(여기에서는 0.85)으로 한다. 예를 들면 L0 정보 기록층(30d)에 반사된 빔(70)은 대물 렌즈(56), 1/4 파장판(54)을 투과하여 왕로(往路)와는 90도 다른 직선 편광으로 변환된 후 편광 빔스플리터(52)에서 반사된다. 편광 빔스플리터(52)에서 반사된 빔(70)은 초점 거리 f3가 30㎜인 집광 렌즈(59)를 투과하여 집속광으로 변환되고, 실린드리컬 렌즈(57)를 거쳐 광검출기(32)에 입사된다. 빔(70)에는 실린드리컬 렌즈(57)를 투과할 때 비점수차가 부여된다.
광검출기(32)는 미도시된 4개의 수광부를 가지고 각각 수광한 광량에 따른 전류 신호를 출력한다. 이들 전류 신호로부터, 비점수차법에 의한 포커싱 오차(이하 FE라고 함) 신호, 푸시풀법에 의한 트래킹 오차(이하 TE라고 함) 신호, 광기록 매체(30)에 기록된 정보(이하 RF라고 함) 신호가 생성된다. FE 신호 및 TE 신호는 원하는 레벨로 증폭 및 위상 보상이 이루어진 후 액추에이터(91 및 92)에 피드백 공급되어 포커싱 및 트래킹 제어가 이루어진다.
도 2는, 광기록 매체(30)의 구성이 도시되어 있다. 이 광기록 매체(30)는 광입사면(30z)에서 먼 순서(즉, 기판쪽부터 순서대로)로 L0?L3 정보 기록층(30d)?(30a)를 구비하고 있다. L0 정보 기록층(30d)과 L1 정보 기록층(30c) 사이에는 제 1 중간층(35)이 배치되고, L1 정보 기록층(30c)과 L2 정보 기록층(30b) 사이에는 제 2 중간층(34)이 배치되고, L2 정보 기록층(30b)과 L3 정보 기록층(30a) 사이에는 제 3 중간층(33)이 배치되고, L3 정보 기록층(30a)과 광입사면(30z) 사이에는 커버층(32)이 배치되어 있다.
이 광기록 매체(30)에서는, 다른 정보 기록층이나 표면으로부터의 반사광의 악영향을 해결하기 위해 제작상의 물리적 두께 불균일도 고려하여 적어도 이하의 제 1?제 7 막두께 조건 및 굴절률 조건을 확보하도록 되어 있다.
<제 1 막두께 조건> 커버층(32)의 물리적 두께 TC를 두껍게 하기 위해 TC>50㎛로 하는 것이 바람직하다. 이것은, 광입사면에 상처나 오염이 있는 경우의 정보 재생 신호 열화를 줄일 수 있기 때문이다. 본 발명자들은 특히 카트리지 등의 보호 디바이스를 사용하지 않고 광기록 매체를 노출(bare) 상태에서 사용하기 위해서는, 이 커버층의 물리적 두께 TC를 TC>50㎛로 하지 않으면 지문 등의 이물질이 매체의 광입사면(30z)에 부착되었을 때의 내성이 불충분하다는 것을 명확히 하였다.
<제 2 막두께 조건> 커버층(32)의 물리적 두께 TC와, 중간층(33~35)의 물리적 두께의 총합(T3+T2+T1)과의 차를 1㎛ 이상 확보하는 것이 바람직하다. 아울러 L0 정보 기록층(30d)의 광입사면(30z)으로부터의 위치 d4의 표준치를 시장의 BD디스크와 동일한 100㎛로 하는 것이 바람직하다. 따라서 이 제 2 조건에서, 제 1 조건인 TC>50㎛라는 조건과 조합하면 TC-(T3+T2+T1)≥1㎛가 된다.
<제 3 막두께 조건> 커버층(32)의 물리적 두께 TC와 제 3 중간층(33)의 물리적 두께 T3의 합(TC+T3)에 대해 제 2 중간층(34)의 물리적 두께 T2와 제 1 중간층(35)의 물리적 두께 T1의 합(T2+T1)의 차를 1㎛이상 확보하는 것이 바람직하다. 아울러 이 조건은 제 1 및 제 2 조건을 충족시키면 자연스럽게 충족된다.
<제 4 막두께 조건> TC, T3, T2, T1의 임의의 2치의 상호차를 모두 1㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하다.
<제 5 막두께 조건> 층간두께(중간층의 두께)의 최소치는, 상술한 바와 같이10㎛ 이상 확보하는 것이 바람직하다. 즉 T3, T2, T1을 모두 10㎛ 이상으로 한다.
<제 6 막두께 조건> 제 1 내지 제 3 중간층(35~33)의 물리적 두께 T1, T2, T3의 물리적 두께의 순서는 T2>T1>T3로 하는 것이 바람직하다. L2 정보 기록층(30b)은 L3 정보 기록층(30a)과 L1 정보 기록층(30c) 양쪽에 끼워져 있다. L1 정보 기록층(30c)은 L2 정보 기록층(30b)과 L0 정보 기록층(30d) 양쪽에 끼워져 있다. 즉, L2 정보 기록층(30b)과 L1 정보 기록층(30c)은 모두 양측이 인접한 2개 면으로부터의 크로스토크 신호의 영향을 받기 때문에 그 영향을 줄일 필요가 있다.
따라서 우선 제 2 중간층(34)(T2)을 물리적 두께를 두껍게 함으로써 L2 정보 기록층(30b) 또는 L1 정보 기록층(30c)을 재생할 때 다른 층으로부터의 크로스토크를 줄이도록 한다. 그 결과 T2를 가장 두껍게 하는 것이 바람직하다. 또 각 정보 기록층과 광입사면(30z)과의 거리가 작을수록 틸트 마진이 넓어지기 때문에 제 3 중간층(33)의 물리적 두께 T3를 얇게 하고, 또한 제 1 중간층(35)의 물리적 두께 T1을 두껍게 함으로써 L2 정보 기록층(30b) 및 L1 정보 기록층(30c) 모두를 광입사면(30z)에 접근시키는 편이 바람직하다. 이상의 고찰로 보아 물리적 두께의 순서는 T2>T1>T3로 하는 것이 바람직하다.
<제 7 막두께 조건> 광입사면(30z)에서 가장 먼 L0 정보 기록층(30d)은 광입사면(30z)으로부터 대략 100㎛로 함으로써 현재 시판되고 있는 광디스크 중 가장 대용량인 BD와 호환성을 갖도록 하는 것이 바람직하다. 또 이와 같이 함으로써 틸트 마진 등의 시스템 마진도 충분히 확보할 수 있다는 이점을 얻도록 한다. 그 결과 커버층(32) 및 제 1 내지 제 3 중간층(35~33) 중 커버층(32)의 물리적 두께 TC가 가장 커진다.
아울러 상기 제 1 내지 제 7 막두께 조건에 기초하면, 커버층(32) 및 제 1?제 3 중간층(35~33)의 물리적 두께의 대소 관계로서는 TC>T2>T1>T3라는 결론이 된다.
<구체적 막두께 계산> 상기 제 1?제 7 막두께 조건에 기초하여 커버층이나 중간층의 설계에서 제조상 허용되는 오차나 불균일을 최대한 크게 할 수 있는 구조를 생각할 필요가 있다. 커버층(32) 및 중간층(33~35)의 제작 불균일을 일률적으로 ±e㎛로 하면, 상기 조건을 충족시키는 각 중간층의 물리적 두께 T3?T1의 중심치는, 상한치, 하한치를 고려하면 최대한 작게 설정할 수 있는 제 3 중간층(33)의 물리적 두께 T3가 T3=10+e(㎛)가 된다. 이것은, -e㎛의 제조 오차가 생겨도 10㎛를 확보할 수 있기 때문이다. 제 1 중간층(35)의 물리적 두께 T1은 T3에 대해 막두께차 1㎛를 확보해야 하므로 오차를 고려하여 T1=(T3+e)+1+e=10+3e+1(㎛)가 된다. 나아가 제 2 중간층(34)의 물리적 두께 T2는 T1에 대해 막두께차 1㎛를 확보해야 하므로 오차를 고려하여 T2=(T1+e)+1+e=10+5e+2(㎛)가 된다.
제 2 막두께 조건을 충족시키기 위해서는 커버층(32)의 물리적 두께 TC의 하한치가 T1~T3의 상한치의 합보다 1㎛ 두꺼워질 필요가 있기 때문에 TC-e=(T3+T2+T1+3e)+1(㎛)=34+12e가 된다. 그 결과 TC=34+13e가 된다.
제 7 막두께 조건으로부터, 커버층(32) 및 제 1 내지 제 3 중간층(35~33)의 물리적 두께의 합계치는 100㎛이므로 TC+T3+T2+T1=67+22e=100(㎛)가 되고, 그 결과 허용 오차 e=33/22=1.5(㎛)가 된다.
이상의 결과, 커버층(32) 및 제 1 내지 제 3 중간층(35~33)의 물리적 두께의 표준치는 TC=53.5(㎛), T3=11.5(㎛), T2=19.5(㎛), T1=15.5(㎛)가 된다. 아울러 광입사면(30z)으로부터의 거리로 환산하면 d1=TC=53.5(㎛), d2=TC+T3=65.0(㎛), d3=d2+T2=84.5(㎛), d4=100(㎛)가 된다. 이러한 물리적 두께의 표준치에 대해 ±1.5㎛의 제조 오차는 허용된다.
아울러 커버층이나 각 중간층(33~35)의 제작시 불균일이 ±e(㎛)안에 들어있으면, 반드시 제 1 내지 제 7 막두께 조건이 충족된다. 말하자면, 허용치 e는 제 1 조건 내지 제 7 조건을 충족시키기 위한 필요조건이다. 아울러 만일 커버층(32)의 물리적 두께 TC의 오차가 e를 초과해도 다른 중간층의 물리적 두께가 기준치에 가까우면 제 1 조건 내지 제 7 조건을 충족시키는 경우도 있을 수 있다. 또한, 포커싱 인입 동작시에 양호한 포커싱 에러 신호 품질을 얻기 위해서는 광입사면에서 각 정보 기록층까지의 거리가 상기 오차 내에 있어야 한다.
<굴절률 조건> 다음으로, 굴절률 조건에 대해서 설명하기로 한다. 이 광기록 매체(30)에서 커버층(32), 제 3 중간층(33), 제 2 중간층(34), 제 1 중간층(35)의 광경로 길이를 각각 LC, L3, L2, L1으로 정의한다. 이미 설명한 다면 반사광에 의한 크로스토크는 Li=Lj(i,j=1,2,3,C 그리고 i≠j)이 되었을 때나 LC, L3, L2, L1의 임의의 조합의 광경로 길이의 합이 그 이외의 조합의 광경로 길이의 합과 같아졌을 때(예를 들면 L1+L2=L3+LC)에 생긴다. 제 7 막두께 조건에서 설명한 바와 같이, BD에서는 광기록 매체(30)의 광입사면(30z)에서 가장 먼 L0 정보 기록층(30d)까지의 광경로 길이가 100㎛가 되도록 규격화되어 있는데, 이 광경로 길이는 커버층(32) 및 중간층(33~35)의 모든 굴절률이 1.6인 경우에 물리적 두께와 일치한다고 정의된다. 즉, 굴절률이 1.6이 아닌 경우에는 물리적 두께와 광경로 길이는 달라지는 것을 의미한다.
여기에서 기판쪽에서부터 순서대로 제 k 번째(k=1,2,3,C)가 되는 제 1 중간층(35), 제 2 중간층(34), 제 3 중간층(33), 커버층(32)의 굴절률을 nk, 물리적 두께를 Tk, 광경로 길이를 Lk로 정의했을 때 이들 광경로 길이 Lk와, 굴절률이 1.6이고 물리적 두께가 T1 .6이 되는 가상막의 광경로 길이 L1 .6이 언제 등가가 되는지 고찰하기로 한다.
우선, 광경로 길이가 같아짐으로써 다면 반사광에 의한 크로스토크가 생기는 경우에 대해서 고찰하기로 한다. 굴절률 n1, n2의 매질에 대해 입사각이 각각 θ1, θ2가 되도록 광이 입사될 때 다음 관계식(1)(스넬의 법칙)이 성립한다.
[수학식 1]
n1×sinθ1=n2×sinθ2 (=NA=0.85,BD인 경우)
한편 굴절률 n1, 물리적 막두께 T1, 광이 θ1의 각도로 입사되는 매질과, 굴절률 n2, 물리적 막두께 T2, 광이 θ2의 각도로 입사되는 매질을 비교하여 그 광경로 길이가 일치하는 케이스는 기하학적 고찰에 의해 다음 수학식(2)로 주어진다.
[수학식 2]
T1×tanθ1=T2×tanθ2
그 결과, 굴절률 nk, 물리적 막두께 Tk가 되는 커버층(32)이나 중간층(33~35)의 광경로 길이 Lk와, 굴절률 1.6, 물리적 막두께 T1 .6이 되는 커버층이나 중간층의 광경로 길이 L1 .6이 일치하는 조건은 다음 수학식(3)으로 주어진다.
[수학식 3]
T1 .6×tanθ1.6=Tk×tanθnk
여기에서 스넬의 법칙으로 θnk=arcsin(NA/nk), θ1.6=arcsin(NA/1.6)이 되기 때문에 상기 식은 다음 수학식(4)로 치환된다.
[수학식 4]
T1 .6(Hk)=Tk×[tan{arcsin(NA/nk)}/tan{arcsin(NA/1.6)}]
굴절률 nk, 물리적 막두께 Tk의 커버층이나 중간층은, 광경로 길이가 동일해지는 조건하에서 상기 수학식(4)를 사용함으로써 굴절률1.6인 경우의 막두께 T1 .6(이것을 「기준 굴절률을 1.6으로 설정했을 때의 검증용 두께 Hk」라고 칭한다)으로 환산할 수 있게 된다.
본래 다면 반사광에 의한 크로스토크는, 굴절률 변화를 고려한 후에 광경로 길이가 일치할 때에 발생하는 것이다. 따라서 이것을 확실히 검증하려면 각 커버층이나 중간층의 실제 굴절률 nk와 물리적 두께 Tk를 이용하여 기준이 되는 굴절률 1.6인 경우의 검증용 두께 Hk로 환산하고, 이 검증용 두께 Hk에 대해서도 물리적 두께에 추가하여 상기 제 1 내지 제 7 막두께 조건을 충족시켜 두는 것이 중요하다. 즉, 이 검증용 두께 Hk를 이용하여 커버층 및 중간층의 막두께가 일치하지 않도록 설계한다.
아울러 상기 수학식(4)에 기초하면, 굴절률 nk가 기준 굴절률(1.6)보다 크면 물리적 두께 Tk에 대해 검증용 두께 Hk가 작아지는 것을 알 수 있다. 한편 굴절률 nk가 1.6보다 작으면 물리적 두께 Tk에 대해 검증용 두께 Hk가 커진다. 제 2 막두께 조건에서는 TC>T3+T2+T1이 되는 것이 전제이므로 중간층쪽의 전체 굴절률 n1~n3와 비교하여 커버층쪽 굴절률 nC를 작게 설정하면 이 제 2 막두께 조건을 한층 더 충족하기 쉬운 상황을 얻을 수 있다.
또한, 상기 제 1?제 7 막두께 조건에서는, 이미 설명한 바와 같이 커버층(32) 및 제 1 내지 제 3 중간층(35~33)의 물리적 두께의 대소 관계로서는, TC>T2>T1>T3라는 결론으로 되어 있다. 따라서 이 순서를 반드시 깨뜨리지 않으려면 커버층(32) 및 제 1 내지 제 3 중간층(35~33)의 굴절률의 대소 관계로서, 그와는 반대인 n3>n1>n2>nC로 설정하는 것이 바람직하다.
아울러 제 3 중간층(33)의 굴절률 n3를 만일 1.6보다 크게 할 경우에는 물리적 두께 T3에 의해서도 검증용 두께 H3가 작아진다. 따라서 이 검증용 두께 H3가 10+e(㎛)가 되도록 실제 물리적 두께 T3를 재정의하는 것도 바람직하다.
<제 1 검증예> 커버층(32)과 제 3 내지 제 1 중간층(33~35)의 굴절률을 1.45로 하여 TC=53.5(㎛), T3=11.5(㎛), T2=19.5(㎛), T1=15.5(㎛)가 되는 광기록 매체(30)에 대해서 검증하였다. 제조상의 공차 e로서, 모든 막두께가 ±1.5㎛의 불균일을 가질 수 있게 한다. 또한, 제조시에 제 3 내지 제 1 중간층(33~35)에 대해서는 연속적으로 성막되는 것으로 보아 같은 방향(모두가 플러스쪽 또는 마이너스쪽)으로 막두께가 불균일하다고 가정하고, (1) 표준 두께인 경우, (2) 커버층(32) 및 제 3 내지 제 1 중간층(33~35) 전부가 얇은(-1.5㎛) 경우, (3) 커버층(32) 및 제 3 내지 제 1 중간층(33~35) 전부가 두꺼운(+1.5㎛) 경우, (4) 커버층(32)이 얇고(-1.5㎛) 제 3 내지 제 1 중간층(33~35)이 두꺼운(+1.5㎛) 경우, (5) 커버층(32)이 두껍고(+1.5㎛) 제 3 내지 제 1 중간층(33~35)이 얇은(-1.5㎛) 경우의 5가지 상황을 상정하였다. 또한, 제 1 검증예에서는, 커버층(32)과 제 3 내지 제 1 중간층(33~35)이 기준 굴절률 1.6이 되는 경우에 대해서 각 두께를 검증용 두께 Hk로 환산하였다. 막두께 조건의 검증은, 다면 반사광에 의한 크로스토크 회피 조건인, H2-H1≥1㎛, H1-H3≥1㎛, HC-(H1+H2+H3)≥1㎛와, 인접층간 크로스토크 회피 조건인 H3≥10㎛의 합계 4개 조건을 충족시키는지 여부에 대해서 실시하였다. 그 결과를 도 3에 도시한다.
도 3으로부터 알 수 있듯이, 이 제 1 검증예에서는 막두께의 공차내 불균일을 고려하더라도 4가지 조건을 충족시킨다. 또한 굴절률 1.45는 기준 굴절률 1.6보다 작기 때문에 물리적 두께 Tk보다 검증용 두께 Hk가 커지는 것으로 보아 인접층간의 크로스토크를 회피할 수 있는 최저 막두께인 10㎛에 대해서도 검증용 두께 Hk를 충족한다는 것을 알 수 있다.
<제 2 검증예> 물리적 막두께는 제 1 검증예와 완전히 동일하게 하여 커버층(32)의 굴절률을 1.45, 제 3 내지 제 1 중간층(33~35)의 굴절률을 1.7로 한 경우에 대해서 검증하였다. 검증 방법도 제 1 검증예와 완전히 동일하게 하였다. 그 결과를 도 4에 도시한다. 이 경우 H3≥10㎛를 충족할 수 없어 인접층간의 크로스토크를 회피해야 하는 조건이 충족되지 않는 경우가 생길 수 있다는 것을 알 수 있다. 아울러 다면 반사광에 의한 크로스토크 회피 조건에 대해서는 전부 충족한다는 것을 알 수 있다. 따라서 커버층(32)의 굴절률에 대해 중간층쪽의 굴절률을 크게 하는 것이, 다면 반사광에 의한 크로스토크를 회피하는 점에서 바람직하다는 것을 알 수 있다. 아울러 층간 크로스토크를 회피하기 위해서는 적어도 제 3 중간층(33)의 굴절률 n3를 커버층(32)의 굴절률 nC보다 큰 범위내에서 작게 하는 것이 바람직해진다.
<제 3 검증예> 물리적 막두께는 제 1 검증예와 완전히 동일하게 하여 커버층(32) 및 제 3 내지 제 1 중간층(33~35)의 굴절률을 1.7로 한 경우에 대해서 검증하였다. 검증 방법도 제 1 검증예와 완전히 동일하게 하였다. 그 결과를 도 5에 도시한다. 이 경우 H3≥10㎛를 충족할 수 없어 인접층간의 크로스토크를 회피해야 하는 조건이 충족되지 않는 경우가 생길 수 있다는 것을 알 수 있다. 또 다면 반사광에 의한 크로스토크 회피 조건에 대해서도 HC-(H1+H2+H3)≥1㎛를 충족할 수 없는 경우가 생길 수 있다는 것을 알 수 있다. 따라서 커버층(32)과 중간층쪽의 굴절률을 동등하게 하더라도, 예를 들면 기준 굴절률이 되는 1.6을 쌍방이 초과하는 경우에는 다면 반사광에 의한 크로스토크나 인접층 사이의 크로스토크를 회피할 수 없게 될 가능성이 있다는 것을 알 수 있다. 따라서 커버층(32)의 굴절률은 1.6보다 작게 하는 것이 바람직하고, 또 적어도 제 3 중간층(33)의 굴절률 n3를 커버층(32)의 굴절률 nC보다 큰 범위내에서 작게 하는 것이 바람직해진다.
<제 4 검증예> 물리적 막두께는 제 1 검증예와 완전히 동일하게 하여 커버층(32)의 굴절률을 1.7, 제 3 내지 제 1 중간층(33~35)의 굴절률을 1.45로 한 경우에 대해서 검증하였다. 검증 방법도 제 1 검증예와 완전히 동일하게 하였다. 그 결과를 도 6에 도시한다. 이 경우 H3≥10㎛에 대해서는 충족할 수 있어 인접층간의 크로스토크를 회피해야 하는 조건이 충족된다. 그러나 다면 반사광에 의한 크로스토크 회피 조건에 대해서는 대부분의 경우에 HC-(H1+H2+H3)≥1㎛를 충족할 수 없다. 따라서 커버층(32)의 굴절률에 대해 중간층쪽의 굴절률을 작게 하면 다면 반사광에 의한 크로스토크를 회피할 수 없게 된다는 것을 알 수 있다.
<제 2 실시형태>
다음으로, 본 발명의 제 2 실시형태로서 정보 기록층이 3층이 되는 광기록 매체에 대해서 간단히 설명하기로 한다. 이 광기록 매체는 기판, L0 정보 기록층, 제 1 중간층, L1 정보 기록층, 제 2 중간층, L2 정보 기록층, 커버층, 광입사면을 이 순서대로 갖는다. 이 광기록 매체의 경우에 대해서는 이하의 막두께 조건이 필요하다.
<제 1 막두께 조건> 커버층의 물리적 두께 TC를 두껍게 하기 위해 TC>50㎛로 하는 것이 바람직하다.
<제 2 막두께 조건> 커버층의 물리적 두께 TC와, 제 1, 제 2 중간층의 물리적 두께의 총합(T2+T1)과의 차를 1㎛이상 확보하는 것이 바람직하다. 아울러 L0 정보 기록층의 광입사면에서의 위치의 표준치를 시장의 BD디스크와 동일한 100㎛로 하는 것이 바람직하다. 따라서 이 제 2 조건에서, 제 1 조건인 TC>50㎛의 조건과 조합하면 TC-(T2+T1)≥1㎛가 된다.
<제 3 막두께 조건> TC, T2, T1의 임의의 2치의 상호차를 모두 1㎛이상으로 하는 것이 바람직하다.
<제 4 막두께 조건> 층간두께(중간층의 두께)의 최소치를 10㎛이상 확보하는 것이 바람직하다. 즉 T2, T1을 모두 10㎛이상으로 한다.
<제 5 막두께 조건> 정보 기록층과 광입사면과의 거리가 작을수록 틸트 마진이 넓어진다. 따라서 제 2 중간층의 두께 T2를 작게, 제 1 중간층의 두께 T1을 크게 하는 것이 바람직하다. 즉 T1>T2가 된다. 그 결과 TC>T1>T2의 순서가 된다.
<제 6 막두께 조건> 광입사면에서 가장 먼 L0 정보 기록층은 광입사면으로부터 대략 100㎛로 함으로써 현재 시판되고 있는 광디스크 중 가장 대용량인 BD와 호환성을 갖도록 하는 것이 바람직하다.
<구체적 막두께 계산>
커버층이나 중간층의 물리적 두께의 분산을 일률적으로 ±e㎛로 하면, 상기 조건을 충족시키는 커버층, 중간층의 물리적 두께 TC, T2, T1의 중심치는 다음과 같이 산출된다. 제 2 중간층의 물리적 두께 T2는 T2=10+e(㎛)가 된다. 제 1 중간층의 물리적 두께 T1은 T1=(T2+e)+1+e=10+3e+1(㎛)가 된다. 제 2 막두께 조건으로, 커버층의 두께 TC의 하한치가 T1?T2의 상한치의 합보다 1㎛ 두꺼워질 필요가 있기 때문에 TC-e=(T1+T2+2e)+1(㎛)=22+6e가 된다. 그 결과 TC=22+7e가 된다. TC?T2의 합계는, 제 6 막두께 조건으로 100㎛이기 때문에 TC+T2+T1=43+11e=100(㎛)가 되고, 그 결과 허용 오차 e=57/11≒5.2(㎛)가 된다.
이상의 결과, 커버층, 제 2 중간층, 제 1 중간층의 물리적 두께의 표준치는 TC=58.3(㎛), T2=15.2(㎛), T1=26.5(㎛)가 된다.
그런데 이미 시장에 보급되어 있는 2층 구조의 BD디스크는, 정보 기록층 사이의 중간층 두께가 25㎛정도이기 때문에 이 3층 구조의 광기록 매체에서 L1 정보 기록층의 위치를 2층 구조의 BD디스크에 맞추는 것이, 재생기나 기록기의 대응이 용이하다. 또한, 제 1 중간층의 물리적 두께 T1의 불균일(공차)은 ±3㎛이면 용이하게 디스크의 제조가 가능하다. 그래서 T1=26.5±5.2㎛ 대신에 이 범위내인 T1=25±3㎛로 하는 것이 바람직하다. 이것을 전제로 층간 크로스토크를 억제하여 양호한 재생 신호를 얻기 위해 제 2 중간층의 물리적 두께 T2를 가능한 한 크게 하면 T2=18±3㎛가 된다. 나아가 커버층의 물리적 두께 TC는, TC=100-(T3+T2)=57(㎛)로 하는 것이 바람직해진다. 그 결과 TC는 52?62㎛, T2는 15?21㎛, T1은 22?28㎛를 충족하도록 하는 것이 바람직하다. 여기에서 커버층의 물리적 두께 TC는 중간층보다 두껍기 때문에 공차도 크게 잡는 것이 바람직하므로 ±5㎛의 공차로 하였다.
아울러 상기 계산은 커버층과 제 1, 제 2 중간층의 굴절률이 기준 굴절률 1.6인 경우를 상정한다. 따라서 굴절률이 1.6이 아닌 경우에는, 이미 설명한 바와 같이 물리적 막두께 Tk를 검증용 막두께 Hk로 환산하여 상기 막두께 조건을 충족하도록 재검증한다. 이 경우에도 제 1 실시형태와 같이 중간층쪽의 전체 굴절률 n1~n3와 비교하여 커버층쪽의 굴절률 nC를 작게 설정할 필요가 있다. HC>H1+H2의 조건을 충족하기 쉬운 상황을 얻을 수 있기 때문이다. 또한, HC>H1>H2의 순서를 반드시 깨뜨리지 않으려면 커버층의 굴절률 nC, 제 2 중간층의 굴절률 n2, 제 1 중간층의 굴절률 n1의 대소 관계로서, 그와는 반대인 n2>n1>nC로 설정하는 것이 바람직하다.
아울러 상기 실시형태에서는 검증용 막두께로 환산할 때의 기준 굴절률을 1.6으로 설정한 경우에 한해서 나타냈으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다른 수치를 사용하는 것도 가능하다. 또 상기 실시형태에서는 광기록 매체(30)의 정보 기록층이 3층 또는 4층인 경우에 한해서 나타냈으나, 5층 이상이어도 좋다.
또 상기 실시형태에서는 커버층이나 중간층의 두께 설정에 대해서 굴절률에 의한 광경로 길이 변화를 고려하는 경우를 나타냈으나, 광경로 길이 변화에 추가하여 구면 수차 보정량을 일정하게 하는 것도 조건에 추가하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 도 1에 도시한 광픽업(201)의 대물 렌즈(56)는, L3 정보 기록층(30a)과 L0 정보 기록층(30d)의 중간 깊이 위치에서 구면 수차가 0이 되도록 설계되어 있고, 각 정보 기록층(30a~30d)에 집광하는 경우에 발생하는 구면 수차는, 구면 수차 보정 수단(93)이 콜리메이팅 렌즈(53)의 위치를 광축 방향으로 이동시킴으로써 보정한다. 이 보정량은, 광기록 매체의 굴절률이 1.6임을 전제로 광픽업(201)쪽에 편입되어 있는 소프트웨어에 의해 일의적으로 결정하도록 되어 있다. 따라서 만일 커버층이나 중간층의 굴절률이 1.6이 아닌 경우 광경로 길이가 바뀌기 때문에 상정한 초점 위치와는 다른 위치에 초점을 맺게 되어 정보 기록층이 존재하지 않게 되는 상황도 발생할 수 있다. 그래서, 예를 들면 도 7에 도시한, 굴절률과 초점 위치의 환산 그래프를 사용하여 그 환산 결과로부터 얻어지는 장소에 정보 기록층을 배치하도록 한다. 구체적으로 상기 실시형태로는, 굴절률이 1.6인 경우 L0 정보 기록층이 광입사면으로부터 100㎛의 위치에 배치하는 것을 전제로 하고 있지만, 커버층이나 중간층의 굴절률이 1.6보다 큰 1.7인 경우에는 도 7의 그래프를 이용하여 그 굴절률에 대응하는 위치가 되는 100+α(㎛)에 L0 정보 기록층을 배치해 놓는다. 아울러 커버층이나 중간층의 굴절률이 1.6보다 작은 경우에는 그 굴절률에 대응하는 위치, 예를 들면 100(㎛)보다 가까운 위치에 L0 정보 기록층을 배치한다. 이와 같이 하면 굴절률이 1.6이라고 단정하여 광픽업(201)쪽에 편입되어 있는 소프트웨어에 의해 일의적으로 구면 수차를 보정하더라도 실제 초점 위치에 정보 기록층이 존재할 수 있다. 따라서 제 1 실시형태로 고려하면, 굴절률이 1.7인 경우에는 구체적인 막두께 계산에서 TC+T3+T2+T1=100±α는 조건을 이용하여 구체적인 값을 계산하는 것이 바람직하다.
아울러 본 발명은 상기 실시형태로 한정되지는 않으며 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 변경을 추가할 수 있는 것은 물론이다.
<산업상 이용 가능성>
본 발명은 3층 이상의 광기록 매체에서 크로스토크를 경감시킬 때에 적용할 수 있다.

Claims (12)

  1. 3층 이상의 정보 기록층을 갖는 광기록 매체에 있어서,
    인접한 정보 기록층 사이에 배치되는 복수의 중간층, 및
    광입사면과 상기 광입사면에서 가장 가까운 정보 기록층 사이에 배치되는 커버층을 구비하고,
    상기 중간층의 굴절률이 상기 커버층의 굴절률보다 큰 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 정보 기록층을 4층 이상 가지고 있으며,
    상기 광입사면에서 가장 먼 제 1 중간층의 굴절률을 n1, 상기 광입사면에서 2번째로 먼 제 2 중간층의 굴절률을 n2, 상기 커버층의 굴절률을 nC로 할 때,
    n1>n2>nC가 되는 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 정보 기록층을 4층 이상 가지고 있으며,
    상기 광입사면에서 가장 먼 제 1 중간층의 굴절률을 n1, 상기 광입사면에서 2번째로 먼 제 2 중간층의 굴절률을 n2, 상기 광입사면에서 3번째로 먼 제 3 중간층의 굴절률을 n3, 상기 커버층의 굴절률을 nC로 할 때,
    n3>n1>n2>nC가 되는 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 중간층의 물리적 두께 T1이 15.5㎛,
    상기 제 2 중간층의 물리적 두께 T2가 19.5㎛,
    상기 제 3 중간층의 물리적 두께 T3이 11.5㎛,
    상기 커버층의 물리적 두께 TC가 53.5㎛가 되는 것을 표준으로 하고, 공차 1.5㎛ 이내로 수렴되는 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 정보 기록층을 3층 가지고 있으며,
    상기 광입사면에서 가장 먼 제 1 중간층의 굴절률을 n1, 상기 광입사면에서 2번째로 먼 제 2 중간층의 굴절률을 n2, 상기 커버층의 굴절률을 nC로 할 때,
    n2>n1>nC가 되는 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 중간층의 물리적 두께 T1이 26.5㎛,
    상기 제 2 중간층의 물리적 두께 T2가 15.2㎛,
    상기 커버층의 물리적 두께 TC가 58.3㎛가 되는 것을 표준으로 하고, 공차 3.0㎛이내로 수렴되는 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
  7. 3층 이상의 정보 기록층을 가지며, 인접한 정보 기록층 사이에는 중간층이 배치되는 광기록 매체에 있어서,
    광입사면에서 먼 순서대로 k번째가 되는 중간층의 굴절률을 nk, 물리적 두께를 Tk로 할 때, 상기 k번째의 중간층과 동일한 광경로 길이를 실현할 수 있는, 기준 굴절률 n에서의 검증용 두께 Hk를 다음 식으로 정의하고,
    Hk=Tk×[tan{arcsin(NA/nk)}/tan{arcsin(NA/n)}]
    (NA: 광기록 매체의 광학계의 개구수)
    상기 검증용 두께 Hk가, 여러 개의 상기 중간층 사이에서 서로 다른 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 정보 기록층을 4층 가지고 있으며,
    상기 광입사면에서 가장 먼 제 1 중간층의 굴절률을 n1, 물리적 두께를 T1, 검증용 두께를 H1으로 하고,
    상기 광입사면에서 2번째로 먼 제 2 중간층의 굴절률을 n2, 물리적 두께를 T2, 검증용 두께를 H2로 하고,
    상기 광입사면에서 3번째로 먼 제 3 중간층의 굴절률을 n3, 물리적 두께를 T3, 검증용 두께를 H3로 하고,
    광입사면과 해당 광입사면에서 가장 가까운 상기 정보 기록층 사이에 배치되는 커버층의 굴절률을 nC, 물리적 두께를 TC, 검증용 두께를 HC로 할 때,
    H2-H1≥1㎛, 및
    H1-H3≥1㎛, 및
    H3≥10㎛, 및
    HC-(H1+H2+H3)≥1㎛를 충족하는 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 정보 기록층을 3층 가지고 있으며,
    상기 광입사면에서 가장 먼 제 1 중간층의 굴절률을 n1, 물리적 두께를 T1, 검증용 두께를 H1으로 하고,
    상기 광입사면에서 2번째로 먼 제 2 중간층의 굴절률을 n2, 물리적 두께를 T2, 검증용 두께를 H2로 하고,
    광입사면과 해당 광입사면에서 가장 가까운 상기 정보 기록층 사이에 배치되는 커버층의 굴절률을 nC, 물리적 두께를 TC, 검증용 두께를 HC로 할 때,
    H1-H2≥1㎛, 및
    HC-(H1+H2)≥1㎛를 충족하는 것을 특징으로 하는 광기록 매체.
  10. 3층 이상의 정보 기록층을 갖는 광기록 매체의 제조 방법에 있어서,
    인접한 정보 기록층 사이에 배치되어 광입사면에서 먼 순서대로 k번째가 되는 중간층의 굴절률을 nk, 물리적 두께를 Tk로 하고,
    상기 k번째의 중간층과 동일한 광경로 길이를 실현할 수 있는, 기준 굴절률 n에서의 검증용 두께 Hk를 다음 식을 사용하여 산출하고,
    Hk=Tk×[tan{arcsin(NA/nk)}/tan{arcsin(NA/n)}]
    (NA: 광기록 매체의 광학계의 개구수)
    상기 검증용 두께 Hk가 여러 개의 상기 중간층 사이에서 서로 다르도록 상기 굴절률 nk, 상기 물리적 두께 Tk를 설정하여 제조하는 것을 특징으로 하는 광기록 매체의 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 정보 기록층을 4층 가지고 있으며,
    상기 광입사면에서 가장 먼 제 1 중간층의 굴절률을 n1, 물리적 두께를 T1, 검증용 두께를 H1으로 하고,
    상기 광입사면에서 2번째로 먼 제 2 중간층의 굴절률을 n2, 물리적 두께를 T2, 검증용 두께를 H2로 하고,
    상기 광입사면에서 3번째로 먼 제 3 중간층의 굴절률을 n3, 물리적 두께를 T3, 검증용 두께를 H3로 하고,
    광입사면과 해당 광입사면에서 가장 가까운 상기 정보 기록층 사이에 배치되는 커버층의 굴절률을 nC, 물리적 두께를 TC, 검증용 두께를 HC로 할 때,
    H2-H1≥1㎛, 및
    H1-H3≥1㎛, 및
    H3≥10㎛, 및
    HC-(H1+H2+H3)≥1㎛를 충족하는 것을 특징으로 하는 광기록 매체의 제조 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 정보 기록층을 3층 가지고 있으며,
    상기 광입사면에서 가장 먼 제 1 중간층의 굴절률을 n1, 물리적 두께를 T1, 검증용 두께를 H1으로 하고,
    상기 광입사면에서 2번째로 먼 제 2 중간층의 굴절률을 n2, 물리적 두께를 T2, 검증용 두께를 H2로 하고,
    광입사면과 해당 광입사면에서 가장 가까운 상기 정보 기록층 사이에 배치되는 커버층의 굴절률을 nC, 물리적 두께를 TC, 검증용 두께를 HC로 할 때,
    H1-H2≥1㎛, 및
    HC-(H1+H2)≥1㎛를 충족하는 것을 특징으로 하는 광기록 매체의 제조 방법.
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