TW579515B - Optical disc and information reproducing apparatus for same - Google Patents

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TW579515B
TW579515B TW090118867A TW90118867A TW579515B TW 579515 B TW579515 B TW 579515B TW 090118867 A TW090118867 A TW 090118867A TW 90118867 A TW90118867 A TW 90118867A TW 579515 B TW579515 B TW 579515B
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Taiwan
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groove
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optical disc
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TW090118867A
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English (en)
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Takuma Yanagisawa
Takayuki Nomoto
Yasumitsu Wada
Fumihiko Yokogawa
Seiichi Ohsawa
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Pioneer Corp
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579515 ΑΊ ____Β7 五、發明説明(1 ) 本發明背景 本發明之領域 本發明係關於一種具有凹槽串列形式之資訊記錄的光 碟,並且係關於一種裝設此光碟在其上以使用光束從其再 5 生相同資訊之資訊再生裝置。 相關技術之說明 習見地,DVD已被發展爲具有密集的資訊記錄之光 碟。該DVD可利用照射一組光束而能在一光碟表面上面記 錄2.6MB之資料,該照射光束是具有6 5 Onm波長且經由具 10 有0.6數値孔徑(NA)之光學系統到光碟上之光線。DVD會g 夠記錄幾乎地一住家的視訊信號在其一表面上面。 同時,住家用視訊磁帶記錄器具有約兩小時的基本記 錄時間。爲了確保等於視訊磁帶記錄器之處理於光碟及播 放器或資訊再生裝置上,光碟需要記錄更多的資料。同時, 15 爲了充分利用隨機存取功能以及類似之光碟特點使適合於 處理,例如編輯,需要記錄幾乎是三小時之視訊信號。 進一步地,商業界需求一種高密度的再生獨特光碟。 BS(廣播衛星)數位電視廣播所提供之數位HDTV(數位高畫 質電視)的傳送速率預期爲20至24Mbps。在一些影片中之 20 數位HDTV視訊信號記錄,例如大約在兩個半小時或150 分鐘,需要 22.5 至 27GB = (20-25Mbps)/8(位元)/1 000/1 50(分) x60(秒)。基本上,資訊再生裝置之再生能力是使用物鏡NA 與讀取光束波長λ而被ΝΑ/ λ所決定。 因此可能利用增加ΝΑ及減少λ而改進光碟記錄/再生 本Μ張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4规格(210X297公釐〉 (諸先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· 579515 _ B7 五、發明説明(2 ) 密度。目前DVD使用一種採用A=650nm及NA = 0.6之光碟 系統,以及在光碟資訊記錄層之最外方表面和反射記錄表 面之間具有〇.6mm厚度的透光層。 舉例而言,日本專利編號2,704,1 07揭示一種光碟,其 5 具有(〇·72-0·8)χ λ /NA/1.14// m 之軌道間隙,(0.3-0·45))χ λ /NA/1.14 之凹槽寬度或上方寬度及(〇·2-0.25)χ λ /ΝΑ/1.14 // m之凹槽底部寬度或下方寬度,假設一組再生光 束波長是λ [ β m]及物鏡數値孔徑是N A。由於這樣的一組 光碟,在相鄰軌道之間的串音利用選擇在上述軌道間隙範 10 圍之內的一組特定凹槽形式而被抑制。 在這相關技術中,當決定軌道間隙與凹槽寬度時,如 第1圖之展示,則單一頻率之凹槽串列被假設以用以估計 在當再生光點掃瞄自軌道中心偏移固定數量的點時被得到 的光檢測器輸出信號中基本頻率成份的信號振幅之串音。 15 爲了以進一步之密度記錄資料,如果假設,例如,λ = 405nm且ΝΑ = 0·85,而簡單地轉換相關技術光碟之特定的 凹槽形式,將提供0.301至0.334/zm之軌道間隙ΤΡ,125 至188nm之凹槽上方寬度Wm以及一組80至lOOnm之凹 槽下方寬度Wi。如果以這樣的相關技術形成之光碟被再 20 生,則在軌道間隙和凹槽寬度之間的關係從一最佳値偏 移。這形成之問題是在RF信號特性中之優勢性/劣勢性的 串音信號振幅和主要信號振幅表示超過-9dB,因此使其不 可能確保足量的系統邊限。 本發明之槪要 5 本’紙張尺度適用中國國家標準(CMS) A4规格(2]0X297公釐) (諸先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .稽- -訂- 579515 hi _ B7_ 五、發明説明(3 ) 因此,本發明考慮到上述的論點。本發明之目的是提 供一種下一代的光碟和資訊再生裝置,其使用具有較短波 長之光線的再生光束以及具有較高數値孔徑的光學系統, 而與習見的DVD相比較之下,其能夠以較高的密度記錄資 5 料。 依據本發明之光碟是一種包含一資訊記錄層之光碟, 該記錄層具有如同一預定軌道間隙之凹槽串列之資訊記 錄,並且一透光層被形成在該資訊記錄層上面,因此資訊 可利用物鏡照射光束經由該透光層至該資訊記錄層上面而 10 被再生。其中 0.194(A/NA)2STPxTminS0.2 64(;l/NA)2 之 關係被滿足,假設軌道間隙是TP,凹槽最短的長度是 Tmin,光束波長是λ且該物鏡數値孔徑是NA,在0.280至 0.325 a m軌道間隙範圍中其凹槽寬度是120nm或較小。 依據本發明記錄媒體之一論點,凹槽之底部寬度是 15 40nm或較大。. 依據本發明記錄媒體之另一論點,光束具有400至 415 nm之波長λ而該物鏡具有自0.78至0.86之數値孔徑 ΝΑ。 依據本發明之光碟資訊再生裝置是一種資訊再生裝 20 置,其包含:用以轉動地支撐一組光碟之裝置,該光碟具 有包含如同一預定軌道間隙之凹槽串列之資訊記錄的資訊 記錄層,以及在資訊記錄層上面被形成的透光層;一組用 以發射光束之光源;一組物鏡,其用以經由光碟透光層將 光束朝向資訊記錄層聚焦;一組用以引導光束至物鏡的照 6 本‘紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4规格(2]0Χ297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再墒寫本頁) ♦ 579515 hi _ B7_ 五、發明説明(4 ) 明光學系統;以及一組包含光檢測裝置之檢測光學系統, 其引導來自資訊記錄層之反射光經由物鏡至光檢測裝置; 依據來自光檢測裝置之輸出用以再生被記錄在光碟上面資 訊之裝置;其中光碟滿足 0·194( λ /NA)2 S TPxTmin S 5 0.2 64U /ΝΑ)2之關係,假設軌道間隙是TP,凹槽最短的長 度是Trnin,光束波長是λ及物鏡數値孔徑是NA,在0.2 8 0 至0.3 25 μ m軌道間隙範圍中之凹槽寬度是120nm或較小。 依據本發明資訊再生裝置之一論點,凹槽之底部寬度 是40nm或較大。 10 依據本發明資訊再生裝置之另一論點,該光源是一種 具有400至415nm波長λ之藍色半導體雷射,並且該物鏡 具有從0.7 8至0.86之數値孔徑ΝΑ。 爲了解決前述的問題,本發明設計一種適當的系統評 .估方法,系統是在;I =405nm和ΝΑ = 0.85附近並且發現使用 15 相同的軌道間隙和凹檟寬度範圍可進一步地穩定光碟系 統。結果,發現軌道間隙應該在0.280至0.325 μ m範圍之 內並且凹槽寬度應該是120nm或較小。這樣的一組光碟因 爲再生時提供一組沒有實際問題的-9dB或更低之串音-信 號-振幅/主要-信號-振幅之數値,其爲在RF信號特性中之 20 優勢性/劣勢性之表示,因而實現一種穩定系統。 圖形之說明 第1圖是一種典型圖形,其展示在光碟上面被使用以 評估在相關技術中相鄰軌道之間的串音之一組凹槽配置; 第2圖是一種圖形,其展示由於光碟傾斜所導致之一 7 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(2]0X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •許· 579515 hi ___ B7 五、發明説明(5 ) 組彗形像差係數之變化; 第3圖是一種圖形,其展示依據光碟中離焦數量之波 前像差係數之變化; 第4圖是展示一組凹槽配置之典型平面圖,其中具有 5 最短的凹槽長度之凹槽以單一週期被配置在光碟軌道之上 面,且依據本發明被使用以計算在串音-信號·振幅/主要-信 號-振幅之一組評估數量之主要及串音信號; 第5圖是展示一組凹槽配置之典型平面圖,其中具有 最長的凹槽長度之凹槽以單一週期被配置在光碟軌道之上 10 面,且依據本發明被使用以計算在串音-信號-振幅/主要-信 號·振幅之一組評估數量之主要及串音信號; 第6圖是在軌道間隙TP和最短的凹槽長度Tmin之乘 積爲0.044 /z m2的情況之三維圖形,其展示當改變軌道間隙 和凹槽寬度時串音-信號-振幅/主要-信號-振幅之數値變化; 15 第7圖是對應至第6圖之二維圖形; 第8圖是在軌道間隙TP和最短的凹槽長度Tmin之乘 積爲0.05 0 μ m2的情況之三維圖形,其展示當改變軌道間隙 和凹槽寬度時串音-信號-振幅/主要-信號·振幅之數値變化; 第9圖是在軌道間隙TP和最短的凹槽長度Tmiri之乘 2〇 積爲0.060 /z m2的情況之三維圖形,其展示當改變軌道間隙 和凹槽寬度時串音-信號·振幅/主要-信號-振幅之數値變化; 第10圖是對應至第8圖之二維圖形; 第Π圖是對應至第9圖之二維圖形; 第1 2圖是一組三維圖形,其展示當在軌道間隙TP和 8 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(2]0X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再塡寫本頁) •訂 579515 A7 _ B7 五、發明説明(6 ) (請先閱讀背面之注意寧項再螭寫本頁) 最短的凹槽長度Tmin之乘積爲0.194(;l/NA)2的情況下數 値孔徑分別是0.78時,串音-信號-振幅/主要-信號-振幅之 數値變化; 第1 3圖是一組三維圖形,其展示當在軌道間隙TP和 5 最短的凹槽長度Tmin之乘積爲0.194(又/NA)2的情況下數 値孔徑分別是0.86時,串音·信號-振幅/主要信號-振幅之數 値變化; 第1 4圖是一組三維圖形,其展示當在軌道間隙TP和 最短的凹槽長度Tmin之乘積爲0.194(又/NA)2的情況下光 10 束波長分別是415ΠΠ1時,串音-信號-振幅/主要-信號-振幅 之數値變化; 第1 5圖是一組三維圖形,其展示當在軌道間隙TP和 最短的凹槽長度Tmin之乘積爲0.194(;l/NA)2的情況下光 束波長分別是400nm時,串音·信號-振幅/主要信號-振幅之 15 數値變化; 第16至19圖是分別地對應至第12至15圖之二維圖 形; 第20圖是用以說明本發明實施例之光碟上面所形式凹 槽的一般圖形; 20 第21圖是展示主要信號振幅Main(Tmin)、串音信號振幅
CrossTalk(Tmax)和串音·信號振幅/主要·信號·振幅 (CrossTalk/Main)之變化之圖形,其中在本發明實施例之光 碟中凹槽上方寬度被固定在l〇〇nm,而凹槽下方寬度從〇 被改變至1 0 0 n m 9 本:紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(2]0X297公釐) 579515 hi _ B7 五、發明説明(7 ) 第22至24圖是典型的截面圖,其各展示本發明實施 例光碟之一組主碟; 第25圖是一組光碟資訊再生裝置之再生光學系統上面 的模型,其爲展示具有光學拾取元件的資訊記錄/再生裝置 5 之分解結構作爲實施例之範例的典型圖形。 較佳實施例之詳細說明 首先說明本發明之基本的方法。本發明人利用電子式 光束記錄器(在此處之後縮寫爲EBR)之特點以便製造具有 窄化寬度之凹槽而製造一種光碟,(Y. kojima,H. 10 Kitahara,O. Kasono,M. Katsumura 及 Y. Wada · ’’高密度 電子束",日本,J· Appl. Phys. 37 (1998)頁碼 2137-2 143), 同時,本發明光碟系統的最佳軌道間隙以及凹槽寬度利用 光學模擬而決定。 發生在光碟傾斜時之彗形像差W3 i,其公式如下: 15 W^-^ADti 2η λ 此寧,η是光碟基片折射率,Dth是光碟基片厚度,ΝΑ 是數値孔徑,Dti是光碟傾斜角度,而λ是光束波長。 在習見的DVD中,再生光束傳輸經過之基片厚度是 0.6mm。結果,系統再生邊限由相對於光軸之光碟傾斜角而 20 被決定,尤其是由在徑向之傾斜所導致之彗形像差而被決 定。對於系統而言,最嚴格的半徑傾斜特性,軌道間隙和 凹槽寬度必須最佳化以充分地減少串音。 在本發明之光碟系統中,如果彗形像差被考慮是由於 10 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(210X297公漦) (請先閲讀背面之注意寧碩再填寫本頁) •訂· 579515 kl B7 五、發明説明 光碟傾斜所導致,當0.1mm之透光層的厚度被使用如第2 圖之展示時,則在本情況的光碟(ΝΑ,λ ) = (0.85,405nm) 和習見的DVD(NA,λ ) = (0.60,650nm)之間的比較時,由 於光碟傾斜而導致之彗形像差W3,減少。 另一方面,離焦的波前像差之公式如下所示: 20 小-(ΝΑΫ ~λ
Ddef (請先閱讀背面之注意寧項再填寫本頁) 由上面公式可發現,在此時提供(ΝΑ,λ ) = (0.85,40 5iim) 1〇 之光碟,使得由於相同數量之離焦Ddef而導致之像差數量 .訂· W2。增加至大約爲習見DVD(NA,λ) = (0.60,650ηηι)値的 3.8倍(參看第3圖)。亦即,在本發明之光碟系統中,離焦 特性決定系統再生邊限。離焦時,串音增加而且符號間干 擾亦增加(將解釋作爲切線式串音)。結果,注重離焦特性之 15 光碟系統需要軌道間隙以及凹槽寬度之最佳化以便充分地 :線. 減低串音以及同時減低符號之間的干擾。 通常地,符號之間的干擾可利用增加主要信號振幅而 被抑制。 因此,本發明設置一種用以決定軌道間隙和凹槽寬度 2〇 之計算模式,如下所示: (1)添加軌道間隙ΤΡ和最短凹槽長度Tmin之乘積爲常 數(亦即,記錄密度常數)(在此處之後,簡單地以TPxTmin 示之)之條件; 11 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4规格(210X297公茇) 579515 A7 ___ B7 五、發明説明(9 ) (請先閱讀背面之注*寧項再磺寫本頁) (2) 評估値不僅提供作爲從軌道中心移位至軌道點之 間的再生光點所得到的信號振幅,也作爲串音-信號-振幅/ 主要-信號·振幅; (3) 爲計算一組主要信號,一組數値被使用,其爲凹槽 5 長度中最短的凹槽以單一週期被配置在軌道上面,如第4 圖之展示。因爲這是符號間之干擾最可能發生的嚴重狀 況。同時,爲計算一組串音信號,一組數値被使用,其爲 凹槽長度中最長的凹槽以單一週期被配置在軌道上面,如 第5圖之展示。因爲這是串音最可能發生的嚴重狀況。當 10 再生光束掃描在軌道上剛好距離一軌道間隙遠之點時,一 組串音信號振幅被提供作爲信號振幅。此外,凹槽截面形 式在其側表面中具有〇之傾斜表面寬度,亦即從頂部表面 至底部表面之傾斜角度是90度。在凹槽部份中具有一傾斜 表面角度之情況稍後將說明。 15 使用這模式,在串音-信號-振幅/主要-信號-振幅(dB) 中之改變模擬,在(ΝΑ,λ ) = (0.85, 405nm)和 TPxTmin = 0.044 // m2情況中改變軌道間隙(// m)及凹槽寬度(nm)狀況之下 被進行,並且接著已決定軌道間隙和凹槽寬度之範圍的變 化被評估。TPxTmin = 0.044 // m2値意指在調變(1,7)RLL之 20 下具有12 cm直徑之光碟上大約有27 GB可記錄之資料。這 密集度足夠用以記錄2小時又30分之HDTV視訊影像,如 在前之說明。 模擬結果展示於第6圖之三維圖形中。圖形顯示,底 部値之分配表示可被確認於軌道間隙0.24至0.36// m與凹 12 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(2]0X297公釐) 579515 hi _ B7 五、發明説明(10 ) 槽寬度10至190nm範圍中軌道間隙0.3 // m與凹槽寬度10 至40nm附近地區》 相似地,第7圖展示模擬結果之一組外形線圖形。在 串音-信號-振幅/主要-信號-振幅是-8至- 9dB或在其之下(串 5 音信號大約是在主要信號三分之一或之下)幾乎是沒有問題 的。因爲能採用主要·信號絕對値振幅,如果凹槽寬度較大, 一般對於S/N抑制是有利的。如果軌道間隙較寬對於軌道 伺服系統是有利的。亦即,第7圖中需要提供一組在-9dB 或之下的串音-信號-振幅/主要-信號-振幅並且進一步地儘 10 可能是在上方右邊區域。 上面討論顯示,如果選擇無任何實際問題的一組軌道 間隙及凹槽寬度,則可得到在第7圖中之粗線矩形A內區 域,亦即得到0.2 7至0.325 // m之軌道間隙與120// m或較 小的凹槽寬度範圍。 15 接著,在增加TPxTmin値(亦即減少記錄容量)之情況 進行確認計算。 該槙擬結果,其中TPxTmin是0.050// m2和0.060// m2 之數値,分別地展示在第8和9圖之三維圖形中。從這些 三維圖形中,可發現擴張範圍是在串音-信號-振幅/主要-信 20 號·振幅是低數値之軌道間隙和凹槽寬度範圍之分配。相似 地,如從分別地對應至第8和9圖之第10和1 1圖外形線 圖形之顯示,可發現,即使TPxTmin値增加,串音-信號-振幅/主要-信號-振幅値在第1 〇和Π圖A之粗線內可保持 低値,亦即在0.2.7至0.325以m軌道間隙範圍與120从m或 13 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(2]0X297公釐) (請先閱讀背面之注意寧項再填寫本頁) -訂·· 579515 hi ___ B7 五、發明説明(11 ) (請先閱讀背面之注意事項再磺寫本頁) 較小之凹槽寬度範圍之內。亦即,可了解,如果當 TPxTmin = 0.044 μ m2時(對應至27GB之記錄容量)受限制於 —選擇範圍,則對於增加TPxTmin(亦即,當減少記錄容量 時)是沒有任何問題的。 5 此處,使用(λ/ΝΑ)2表示TPxTmin値,可得到從0.44 以1112至 0.060从1112之丁?\丁11^11範圍爲0.194(入/>1八)2至 0.264( λ /NA)2 之範圍。 如上面討論之顯示,對於〇.194(λ/ΝΑ)2至〇.264(入 /ΝΑ)2之TPxTmin數値,利用提供0.270至.0.325 // m之軌 10 道間隙範圍與120nm或較小之凹槽寬度範圍,串音和符號 間干擾可被抑制成沒有實際問題之小程度。前述的範圍, 如果使用(1,7)RLL調變,對應至在具有12cm直徑之光碟 上面之大約爲27.1至19.9GB之資料記錄。 接著,考慮進行改變數値孔徑NA和光束波長λ之影 15 響。在此時,TPxTmin數値被提供爲在上面考慮最嚴格狀 況時之 0.194( λ /NA)2。 第12圖和第13圖展示對於0.78和0.86數値孔徑ΝΑ, 亦即,(>^八,入)=(0.78,40511111)並且^八,入)=(0.86,40511111) 之模擬結果的三維圖形。同時,第14圖和第15圖展示對 20 於415nm和400nm光束波長λ之模擬結果的三維圖形,亦 即(ΝΑ,λ ) = (0.85,415nm)及(ΝΑ,λ ) = (0.85,400nm)。 如這些三維圖形之顯示,可發現,即使數値孔徑ΝΑ和 光束波長λ改變,在串音信號-振幅/主要-信號·振幅是低數 値之軌道間隙和凹槽寬度範圍之分配幾乎可被滿足°相 <以 14 本:紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4规格(2]0Χ297公釐) 579515 A7 ___B7 五、發明説明(12 ) 地,如分別地對應至第1 2至1 5圖之第1 6至1 9圖的外形 線圖形顯示,可發現,尤其是當給予NA = 0.78之數値時, 如第16圖之展示,需要窄化軌道間隙下方限制從0.27// m 至0.2 8// m。可發現,在其他點,軌道間隙和凹槽寬度之範 5 圍是沒有問題的。 槪括上述結果,將可了解下面所述。 在光碟系統中,其使用在〇.194(A/NA)2STPxTminS 0.2 64( λ /ΝΑ)2範圍中,選擇ΝΑ從0.78至0.86且選擇波長 入從400至41 5nm之狀況,利用提供一組0.280至0.325 // 10 Π1軌道間隙之範圍和120ΠΠ1或較小凹槽寬度之範圍,串音 和符號間干擾可被抑制至無實際問題之小程度。 另一方面,雷射光束記錄器(在此處之後簡單稱爲LBR) 被使用於獨特的再生光碟製造技術用以產生凹槽。但是, 對於LBR,該產生是受限制於僅具有幾乎是凹槽寬度 15 =200nm之凹槽。 但是,使用EBR使得可以實現上面之凹槽寬度。使用 EBR完成之凹槽在凹槽傾斜部份是比使用LBR完成之凹槽 相對地較窄。但是不可能精確地完成如上面考慮之被使用 模式中被匹配的凹槽上方寬度和下方寬度(底部寬度)。 2〇 因此,當凹槽上方寬度是固定時,需考慮到窄化凹槽 下方寬度之影響。第20圖是用以說明在本發明光碟中之一 種凹槽形式的圖形。在這情況中,凹槽1 〇具有下降-梯度傾 斜及底部幾乎平坦的一週邊邊緣。號碼Π是在光碟徑向中 (軌道寬度方向)之凹槽10的部份,號碼12是光碟圓周方向 15 本紙張尺度適用中國國家標準(q^S) A4规格(2]〇><297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再塡寫本頁) -訂·- 579515 hi _ B7 五、發明説明(I3 ) (軌道方向)之一部份,Wm是在軌道寬度方向之凹槽10上 方開孔的長度(上方寬度),以及Wi是在軌道寬度方向之凹 槽10底部的長度(下方寬度)。若(ΝΑ,λ) = (0·85,405ηηι) 及TPxTmin = 0.194( λ /ΝΑ)2,固定凹槽上方寬度Wm在100 5 時,則凹槽下方寬度Wi由零被改變至lOOnm,如第20 圖之展示。對於這光碟,有一具有軌道間隙=0.30// m及最 短的凹槽長度=0.147// m之光碟與之對應。 這模擬結果是展示於第21圖之圖形中。由圖形可了 解,如果凹槽上方寬度是固定的,則主要信號振幅 10 Main(Tmin)和串音信號振幅CrossTalk(Tmax)相似地改變。 因此,可了解,即使凹槽下方寬度變窄,串音·信號-振幅/ 主要-信號-振幅(CrossTalk/Main)之數値幾乎沒有改變。 亦即,可了解,不必依據凹槽下方寬度之數値,上述 軌道間隙和凹槽寬度之範圍仍是有作用的。 15 但是,如果凹槽下方寬度是過分地變窄,則當以獨特 的再生光碟製造中產生凹槽時發生變化,因而不易得到一 組可完全再生之凹槽形狀。亦即,在製造一主碟時,因爲 由於光阻性材料種類、薄膜厚度分配及形成狀況之改變, 凹處側表面之傾斜角度是不易控制的,因而導致不形成凹 20 槽凹處底部之情況。 如果凹槽下方寬度變窄,爲何凹槽不易穩定地形成之 理由將在下面詳細說明。 在由於EBR之光碟中,光阻被施加至一組主碟上面。 這被轉動以利用照射一電子束至主碟而進行曝光。其後, 16 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(2]0X297公釐) (請先閲讀背面之注意寧碩再填寫本頁) •f·· •訂_· 579515 hi __B7 五、發明説明(I4 ) 光阻被曝光因而在曝露區域形成對應至凹槽之凹處。 如第22和23圖之主碟部份圖形的展示,凹槽凹處通 常地以具有一角度被形成於深度方向。這角度不僅依據光 阻種類同時也依據曝光強度分配、形成程序以及類似者而 5 變化,並且因此不易精確地控制。某種程度之變化不可避 免地發生。 第22圖和第23圖各代表凹處側表面之傾斜角度改變 情況,假設凹槽深度是64nm而凹槽上方寬度是llOnm。 第22圖展示側表面傾斜角度從75度角中心改變±10 10 度之方式。凹槽下方寬度隨著傾斜角度而變化,亦即在側 表面傾斜角度75度時之寬度爲76nm、65度時之寬度爲 5 0nm以及在85度時之寬度爲99nm。 同時,第23圖展示側表面傾斜角度從50度角中心被 改變±10度之方式。凹槽下方寬度是2.6nm,因此當側表面 15 傾斜角度是50度時,其提供幾乎是三角形的部份。因此, 當傾斜角度是60度時,凹槽下方寬度是3 6nm。但是,當 在40度之情況時,凹槽不被形成所需的64nm(;l /6.25)之深 度。這討論顯示,如果凹槽下方寬度在主碟製造時過度地 變窄,則其不易穩定地形成具有所需深度的凹槽。 20 在以注射模式樹脂製造主碟之程序中,因爲凹槽寬度 成爲較窄,而成爲較不易。由試驗檢査限度結果,對於 60nm( λ /6.66)之凹槽深度以及大約是90度之傾斜角度,其 最小寬度是40nm。因此,應考慮到,凹槽下方寬度是40nm 或較大並且凹槽上方寬度是大於那値之形成可能性。依據 17 本:紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4规袼(210X297公釐) (諸先閱讀背面之注意寧項再填寫本頁)
579515 hi _______^ 五、發明説明(I5 ) 這討論基礎,考慮到,假設主碟部份之凹槽下方寬度是 40nm。在這情況中,其是61度。從中心點傾斜±10度之角 度的假設得到第24圖。以這方式,在凹槽下方寬度是40ηηι 的情況中,即使由於製造之變化使得傾斜角度是1 0度時, 5 凹處底部亦不可能成爲較淺。 從上面試驗之重覆結果,發現對於光碟凹槽下方寬度 是需要40nm或較大。 總結所有上面的考慮,發現下面的結果。 在光碟系統中,其於 0.194( λ /NA)2 S TPxTmin $ 10 0.264( λ /ΝΑ)2範圍中,選擇自0.78至0.86的ΝΑ以及選擇 自400至41 5nm的波長λ之狀況,利用提供一組0.2 80至 0.325 // m之軌道間隙和120nm或較小之凹槽寬度及40nm 或較大之凹槽下方寬度,其可能穩定地製造具有串音和符 號間干擾被抑制至沒有實際問題之小程度的獨特再生光 15 碟。該凹槽寬度是凹槽最大之寬度。 第25圖是依據本發明一組光碟資訊再生裝置之再生光 學系統上面的模式,其展示一種具有一組光學拾取元件之 光學記錄/再生裝置的分解結構,作爲實施例之範例。光學 拾取部具有用以發射短的波長藍色部份之藍色半導體雷射 2〇 LD1,該短波藍色部份具有幾乎是400nm至415nm的波長, 最好是大約405nm。 光學拾取部具有一組極化光束分離器1 3、視準鏡片 14、1/4-波長平板15及兩組鏡片單元16。利用上面之光發 射光學系統,始於半導體雷射LD 1之雷射光被視準鏡片1 4 18 本·紙張尺度適用中國國家標準(as〗S) A4规格(2]0X297公釐) ........................¼… (諸先閱讀背面之注意寧項再墳寫本頁) •訂•丨 579515 hi _ B7 五、發明説明(16 ) 轉換成視準光束。該光束接著經過極化光束分離器13而經 由1/4-波長平板15被傳輸,而且利用物鏡單元16朝向被 置於其焦點附近的光碟而被聚焦。因此,光點被形成在光 碟5之資訊記錄表面之凹槽串列上面。 5 除了上面光照明光學系統之外,光學拾取部進一步地 具有光檢測光學系統,例如檢測鏡片1 7。物鏡單元1 6、1 /4-波長平板1 5和極化光束分離器1 3同時也被採用於光-檢測 光學系統中。來自光碟5之反射光被物鏡單元16所聚焦並 且被傳送經過1/4-波長平板15,接著被極化光束分離器13 10 而引導朝向檢測聚焦鏡片1 7。檢測鏡片1 7所收集的聚焦光 被傳送經過散光產生元件(未展示出),例如圓柱形鏡片或多 組透鏡,以在光檢測器之光接收表面1 9中心附近形成光點。 同時,光檢測器之光接收表面1 9被連接到解調變器30 和誤差檢測電路3 1。誤差檢測電路3 1被連接到用以驅動一 15 組機構之驅動電路33,該機構包含供物鏡單元之追蹤控制 和聚焦控制之致動器26。 光檢測器依據在光接收表面1 9之中心或附近被形成的 光點影像而供應一組電氣信號至解調變器電路30及誤差檢 測電路3 1。解調變器電路30依據電氣信號而產生一組記錄 20 信號。誤差檢測電路3 1依據電氣信號而產生一組聚焦誤差 信號、一組追蹤誤差信號以及其他的伺服信號,並且經由 致動器之驅動電路33而供應各驅動信號至各致動器。這些 依據各驅動信號而在伺服控制之下驅動該物鏡單元16及類 似者。 19 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(2]0X297公釐) (請先閲讀背面之注意寧項再填寫本頁) .訂·- :線· 19…光接收表面 26…致動器 30…解調變器 31…誤差檢測電路 33…驅動電路 579515 hi ___B7 五、發明説明(Π ) 接著,依據本發明之光碟結構被說明。具有上述凸起 凹槽之透光樹脂(例如,多碳酸鹽或丙烯酸的樹脂)之圓形基 片在其一表面上面被沉積鋁或類似者之反射薄膜,於其上 面被形成厚度爲0.1mm之透光層。讀取是在透光側進行。 5 同時,可利用經由熱設定型式或類似者之黏著層而相向且 結合基片而得到雙面光碟。該光碟具有在中心,提供夾鉗 區域附近,被開孔的夾鉗內孔。 工業應用 如上所述,依據本發明之光碟在軌道間隙和寬度中具 10 有一最佳凹槽形式以便減低再生RF信號特性中優勢性和 劣勢性之串音-信號-振幅/主要-信號-振幅表示成爲-9dB或 較低,因此當比較至DVD時,其保障一充分的系統邊限及 顯著地增加資訊記錄密度。 元件標號對照表 10…凹槽 16…鏡片單元 11…軌道寬度方向凹槽部份 1 7…檢測鏡片 12…光磔周圍方向部份 1…再生光學系統模式 5…光碟 13…極化光束分離器 14…視準鏡片 15…1/4波長平板 20 本:紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(2]0X297公釐) (請先閲讀背面之注意寧項再填寫本頁)

Claims (1)

  1. 579515 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1· 一種包含一資訊記錄層之光碟,該記錄層具有如同 一預定軌道間隙之凹槽串列之資訊記錄,並且一透光層被 形成在該資訊記錄層上面,因此資訊可利用物鏡照射光束 經由該透光層至該資訊記錄層上面而被再生,具特徵於 5 〇」94(入 /NA)2S TPxTminS 0·264(λ /NA)2 之關係被滿足, 假設軌道間隙是ΤΡ,凹槽最短的長度是Tmin,光束波長是 λ且該物鏡數値孔徑是NA,在0.280至0.325#m軌道間 隙範圍中其凹槽寬度是12 0ηηι或較小。 2· 依據申請專利範圍第1項之光碟,具特徵於該凹槽 10 底部寬度是40nm或較大。 3. 依據申請專利範圍第1項或第2項之光碟,具特徵 於該光束具有400至415nm之波長λ並且該物鏡具有從 0.78至0.86之數値孔徑ΝΑ。 4. 一種資訊再生裝置,其包含:用以轉動地支撐一組 15 光碟之裝置,該光碟具有包含如同一預定軌道間隙之凹槽 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (請先Mti背面之注意事項再填寫本頁) s'. 串列之資訊記錄的資訊記錄層,以及在資訊記錄層上面被 形成的透光層;一組用以發射光束之光源;一組物鏡,其 用以經由光碟透光層將光束朝向資訊記錄層聚焦;一組用 以引導光束至物鏡的照明光學系統;以及一組包含光檢測 20 裝置之檢測光學系統,其引導來自資訊記錄層之反射光經 由物鏡至光檢測裝置;依據來自光檢測裝置之輸出用以再 生被記錄在光碟上面資訊之裝置; 具特徵於該光碟滿足 0.194( λ /NA)2 S TPxTmin S 0.264(又/ΝΑ)2之關係,假設軌道間隙是TP,凹槽最短的長 21 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(2〗0> 297公g ) 579515 8 888 ABCD 六、申請專利範圍 度是Tmin,光束波長是.λ及物鏡數値孔徑是NA,在0.2 80 至0.325 // m軌道間隙範圍中之凹槽寬度是120nm或較小。 5. 依據申請專利範圍第4項之資訊再生裝置,具特徵 於該凹槽底部寬度是4 0nm或較大。 5 6. 依據申請專利範圍第4項或第5項之資訊再生裝 置,具特徵於該光源是一種具有400至415nm波長λ之藍 色半導體雷射,並且該物鏡'具有自0.78至0.86之數値孔徑 ΝΑ。 -----------裝·-------訂--------- P* (請先153¾背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 22 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公发)
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