ОПТИЧЕСКИЙ НОСИТЕЛЬ ЗАПИСИ ИНФОРМАЦИИ И УСТРОЙСТВО ЗАПИСИ И ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ
OPTICAL DATA RECORDING MEDIUM AND RECORDING AND REPRODUCING DEVICE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к оптическому носителю записи информации, имеющему тонкую пленку, сформированную на подложке, который допускает запись информации, такой как аудио/видео, в качестве цифрового сигнала, который может быть воспроизведен. Запись информации на оптический носитель записи информации может выполняться с использованием высокоэнергетического светового луча, такого как лазерный луч. Настоящее изобретение, в частности, относится к оптическому носителю записи информации, допускающему запись большого объема информации через разбиение на несколько информационных слоев.
Уровень техники
В последние годы продвигаются исследования технологий оптической записи информации. Создаваемые оптические носители записи информации широко используются для промышленных и бытовых вариантов применения. В частности, оптические носители записи информации, допускающие запись информации с высокой плотностью, такие как CD и DVD, стали широко распространенными. Такие оптические носители записи информации имеют прозрачную подложку, в которой формируются углубления (питы), выражающие информационный сигнал, и вогнуто-выпуклая форма, такая как направляющие канавки для отслеживания света для записи/воспроизведения; тонкую пленку, состоящую из металла или другого термически записываемого материала, нанесенного на прозрачную подложку; полимерный слой, который защищает тонкую пленку от атмосферной влаги и т.п.; и слой, который защищает прозрачную подложку. Информация, записанная на оптический носитель записи информации, воспроизводится посредством облучения тонкой пленки, состоящей из металла или другого термически записываемого материала, с помощью лазерного излучения и определения изменения величины отраженного света от нее и т.д.
Типичный способ изготовления такого оптического носителя записи информации является следующим.
При изготовлении, например, CD, сначала формируется подложка с использованием формы, называемой "матрицей". Матрица имеет вогнуто-выпуклую форму на одной из своих поверхностей. Полимерная подложка, имеющая вогнуто-выпуклую форму на одной из своих поверхностей, формируется через такую технологию, как прессование под давлением, с использованием матрицы. "Вогнуто-выпуклая форма" также может упоминаться как "сигнальный рисунок". Затем формируется информационный слой на вогнуто-выпуклой форме через осаждение, напыление и т.п. с помощью металла или другого тонкопленочного материала. После этого защитный слой формируется через покрытие с помощью смолы с отверждением ультрафиолетовым излучением и т.п.
Между тем при изготовлении DVD полимерная подложка толщиной приблизительно 0,6 мм формируется через прессование под давлением и т.п. с использованием матрицы. Информационный слой, состоящий из металла или другого тонкопленочного материала, затем формируется на вогнуто-выпуклой форме в полимерной подложке. После этого отдельно подготовленная полимерная подложка толщиной приблизительно 0,6 мм ламинируется на информационном слое с использованием смолы с отверждением ультрафиолетовым излучением.
В последние годы наблюдается растущая потребность того, чтобы такие оптические носители записи информации имели большую емкость. Чтобы удовлетворить эту потребность, выполняются попытки реализации более высокой плотности в таких оптических носителях записи информации. Относительно вышеописанных DVD, предложены двухслойные оптические носители записи информации. В двухслойном оптическом носителе записи информации, чтобы достигать более высокой емкости, два информационных слоя, каждый из которых сформирован из тонкой пленки, состоящей из металла или другого материала, и имеет вогнуто-выпуклую форму, предоставляются с прослаиванием промежуточного слоя толщиной в несколько десятков мкм.
Между тем недавнее распространение цифровой широковещательной передачи в режиме высокой четкости привело к потребности в оптических носителях записи информации следующего поколения, имеющих еще более высокую плотность и емкость, чем DVD. Носители с высокой емкостью, такие как диски Blu-ray, предложены для того, чтобы удовлетворять этой потребности. По сравнению с DVD, диск Blu-ray имеет более узкий шаг между дорожками, сформированными в вогнуто-выпуклой форме информационного слоя, и размер его питов также уменьшен. Поэтому необходимо, при записи и воспроизведении информации, сконцентрировать пятно лазерного излучения в меньшую зону на информационном слое. При записи и воспроизведении информации на и с диска Blu-ray используется оптическая головка, оснащенная фиолетовым лазером, длина волны лазерного излучения которого составляет короткие 405 мкм, и объективом, числовая апертура (NA) которого составляет 0,85. Концентрация лазерного излучения с использованием объектива концентрирует пятно лазерного излучения (пятно луча) на небольшой зоне в информационном слое. Тем не менее, когда пятно является небольшим, на позицию пятна луча очень сильно влияет наклон диска. Другими словами, в пятне луча даже при небольшом наклоне диска должна возникать аберрация, вызывая искажение в остронаправленном луче; это приводит к проблеме, заключающейся в том, что запись и воспроизведение не могут выполняться. Диски Blu-ray разрешают эту проблему посредством задания толщины защитного слоя на стороне поступления лазера диска, равной приблизительно 0,1 мм.
Кроме того, в системе записи и воспроизведения, которая использует оптическую головку, имеющую объектив с такой высокой NA, аберрация оказывает большое влияние на качество лазерного излучения, сконцентрированного на информационном слое. Эта "аберрация" включает в себя сферическую аберрацию, которая возникает как результат толщины от крайней внешней поверхности диска до информационного слоя. Системы записи и воспроизведения тем самым содержат конфигурации для коррекции аберрации, возникающей вследствие этой толщины. Например, предложены конфигурации, в которых в оптической головке предусмотрен модуль коррекции сферической аберрации, который использует комбинированную линзу, модуль коррекции сферической аберрации, который использует жидкие кристаллы, и т.д.
В этой связи, еще более высокая емкость требуется даже в оптических носителях записи информации следующего поколения с высокой емкостью, таких как диски Blu-ray. Одним способом, предложенным для того, чтобы удовлетворить эту потребность, является увеличение емкости через разбиение на несколько информационных слоев таким же образом, как для DVD. При разбиении на несколько информационных слоев диска Blu-ray, информационные слои расположены так, что информационный слой, самый дальний от поверхности диска на стороне поступления лазерного излучения (называемой в дальнейшем просто "поверхностью диска" или "поверхностью носителя"), находится приблизительно в 0,1 мм от поверхности диска, таким же образом, как в однослойном носителе; это сделано для того, чтобы уменьшить влияние наклона диска. На информационные слои соответственно наслаиваются прозрачные слои, называемые промежуточными слоями, толщиной от нескольких мкм до нескольких десятков мкм, между каждой парой информационных слоев, все в пределах промежутка толщиной приблизительно 0,1 мм.
Типичный способ для изготовления многослойного диска Blu-ray описывается ниже. В качестве примера, способ изготовления для двухслойного оптического носителя записи информации, который имеет два информационных слоя, включает в себя следующие этапы (i)-(v):
(i) формирование тонкой металлической пленки, термически записываемого тонкопленочного материала и т.п. на формованной полимерной подложке толщиной приблизительно 1,1 мм, имеющей питы, направляющие канавки и т.д. в вогнуто-выпуклой форме на одной поверхности, тем самым формируя первый информационный слой;
(ii) формирование промежуточного слоя толщиной от нескольких мкм до нескольких десятков мкм на информационном слое на подложке, чтобы отделять информационный слой от информационного слоя, смежного с ним;
(iii) перенос питов и направляющих канавок на верхнюю сторону промежуточного слоя посредством прижатия промежуточного слоя с помощью матрицы, имеющей вогнуто-выпуклую форму, соответствующую питам и направляющим канавкам на одной стороне;
(iv) формирование тонкой металлической пленки или термически записываемого тонкопленочного материала, причем пленка является полупрозрачной относительно длины волны лазерного излучения, излучаемого на питы и направляющие канавки, тем самым формируя второй информационный слой; и
(v) формирование защитного слоя на втором информационном слое, чтобы защищать второй информационный слой.
Носитель записи, имеющий три или более информационных слоев, может быть изготовлен посредством многократного повторения процессов от формирования промежуточного слоя (ii) до формирования второго информационного слоя (iv), тем самым разбивая на несколько информационных слоев.
В многослойном диске Blu-ray все информационные слои расположены в пределах промежутка толщиной приблизительно 0,1 мм, как описано выше, чтобы уменьшать влияние наклона диска. Следовательно, как показано на фиг.2, расстояние от поверхности на стороне поступления лазерного излучения диска до первого информационного слоя 202, который является самым дальним от этой поверхности, ограничено приблизительно 0,1 мм. Другие информационные слои наслаиваются к стороне поверхности диска.
Хотя двухслойные носители известны как такие многослойные носители, также предлагаются структуры, имеющие три или более слоев.
В оптическом носителе записи информации, который имеет несколько информационных слоев, когда лазерное излучение фокусируется на информационном слое, на котором записывается сигнал, который должен считываться, свет также отражается посредством других информационных слоев или других слоев. Такой отраженный свет не способствует записи или воспроизведению информации. Такой свет, который не способствует записи или воспроизведению информации, называется "рассеянным светом". Наоборот, свет, отраженный посредством информационного слоя, который должен записываться или воспроизводиться, называется "информационным светом". Когда рассеянный свет отражается от нескольких до одного из информационных слоев и возвращается в оптическую головку вдоль того же оптического пути, что и информационный свет, рассеянный свет создает помехи для информационного света, вызывая большие колебания величины света. Проблемы, вызываемые посредством таких помех, в частности, очевидны в многослойных носителях, имеющих три или более информационных слоев. Такое колебание в величинах света, вызываемое посредством помех между информационным светом, который должен считываться, и рассеянным светом, называется "проблемой заднего фокуса". Проводятся различные исследования относительно исключения таких проблем заднего фокуса.
Например, патентная ссылка 1 раскрывает диск, имеющий пять сигнальных поверхностей, где каждая сигнальная поверхность расположена так, что расстояние между одной сигнальной поверхностью и ее смежной сигнальной поверхностью увеличивается или уменьшается, чем дальше сигнальная поверхность находится от подложки диска.
Кроме того, патентная ссылка 2 раскрывает многослойный носитель, имеющий три или более информационных слоев, структурированные для цели исключения влияния перекрестных помех между информационными слоями (межслойных перекрестных помех). Для структуры, раскрытой в патентной ссылке 2, толщины каждого из промежуточных слоев отличаются друг от друга. Патентная ссылка 2, в частности, раскрывает четырехслойный носитель, имеющий четыре информационных слоя, и, кроме того, имеющий первый промежуточный слой, который является самым дальним от стороны поступления света для записи/воспроизведения, и второй промежуточный слой и третий промежуточный слой, которые наслаиваются в порядке к стороне поступления луча. В этом носителе второй информационный слой является самым толстым.
Патентная ссылка 1. JP2001-155380A
Патентная ссылка 2. JP2004-213720A
Сущность изобретения
Техническая задача
Фиг.3A иллюстрирует такой рисунок, в котором возникает проблема заднего фокуса.
Диск 311, показанный на фиг.3A, является трехслойным диском. Диск 311 состоит из подложки 300, первого-третьего информационных слоев 321-323, первого и второго промежуточных слоев 331 и 332 и защитного слоя 340. Первый-третий информационные слои 321-323 наслаиваются в этом порядке относительно подложки 300. Первый промежуточный слой 331 расположен между первым информационным слоем 321 и вторым информационным слоем 322, а второй промежуточный слой 332 расположен между вторым информационным слоем 322 и третьим информационным слоем 323. Защитный слой 340 расположен на третьем информационном слое 323. Лазерное излучение излучается на диск 311 со стороны, на которой находится защитный слой 340.
На диске 311 толщина первого промежуточного слоя 331 является идентичной толщине второго промежуточного слоя 332. Следовательно, когда лазерное излучение фокусируется на первом информационном слое 321, рассеянный свет 302, возникающий вследствие лазерного излучения, отраженного посредством второго информационного слоя 322, фокусируется на третьем информационном слое 323. Как результат, рассеянный свет 302 возвращается вдоль практически того же оптического пути, что и информационный свет 301 от первого информационного слоя 321. Это приводит к возникновению проблемы заднего фокуса.
Как способ исключать эту проблему заднего фокуса было предложено изменять толщины этих двух промежуточных слоев относительно друг друга.
Диск 312 на фиг.3B и диск 313 на фиг.3C также являются трехслойными дисками, включающими в себя первый-третий информационные слои 321-323, аналогично диску 311 на фиг.3A. На диске 312, первый промежуточный слой 331 является более толстым, чем второй промежуточный слой 332, тогда как на диске 313 второй промежуточный слой 332 является более толстым, чем первый промежуточный слой 331.
Тем не менее стало очевидным, что проблемы заднего фокуса возникают даже в таких дисках, в которых промежуточные слои имеют отличающиеся друг от друга толщины.
В диске 312 на фиг.3B, когда лазерное излучение фокусируется на первом информационном слое 321, рассеянный свет 304, возникающий вследствие отражений от второго информационного слоя 322, фокусируется на поверхности защитного слоя 340. Рассеянный свет 304 возвращается вдоль практически того же оптического пути, что и информационный свет 303 из первого информационного слоя 321.
Между тем, на фиг.3C, то, когда лазерное излучение фокусируется на первом информационном слое 321, рассеянный свет 306 и 307, отраженный от второго информационного слоя 322 или третьего информационного слоя 323, не фокусируется ни на одном из информационных слоев или поверхности защитного слоя, а возвращается вдоль практически того же оптического пути, что и информационный свет 305.
Как в рисунке на фиг.3A, большое колебание величины света также возникает в рисунках на фиг.3B и 3C.
В этой связи при изготовлении двухслойных и трехслойных носителей способ покрытия методом центрифугирования с использованием смолы с отверждением ультрафиолетовым излучением, в общем, используется при формировании промежуточных слоев, которые отделяют информационные слои, защитного слоя и т.д. Таким образом, необходимо предоставлять возможность распределения толщины в промежуточных слоях и защитном слое по всей поверхности носителя, так чтобы она находилась в пределах диапазона, по меньшей мере, приблизительно ±3 мкм, включая разброс от партии к партии.
Помимо этого, имеется потребность в том, чтобы трехслойные диски Blu-ray были совместимыми с однослойными и двухслойными дисками Blu-ray, продаваемыми в настоящее время. Таким образом, толщина от информационного слоя, самого дальнего от поверхности диска, до поверхности защитного слоя (поверхности диска) ограничена приблизительно 100 мкм.
С учетом таких ограничений на изготовление носителей, очевидно, что носители, раскрытые в патентных ссылках 1 и 2, не могут полностью исключать проблемы заднего фокуса.
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставлять оптический носитель записи информации и устройство записи и воспроизведения, допускающие уменьшение проблем заднего фокуса при одновременном обеспечении совместимости с однослойными и двухслойными оптическими носителями записи информации, продаваемыми в настоящее время, и с учетом маржи от изготовления для таких оптических носителей записи информации.
Техническое решение
Оптический носитель записи информации согласно первому аспекту настоящего изобретения - это оптический носитель записи информации в форме диска, включающий в себя подложку, первый-n-ный информационные слои, нанесенные на подложку (где n - это целое число, равное 3 или более), k-тые промежуточные слои, предусмотренные между k-тым информационным слоем и (k+1)-вым информационным слоем (где k=1, 2 и т.д. до n-1), и защитный слой, предусмотренный на n-ном информационном слое, в котором диапазон колебаний толщин от поверхности защитного слоя до каждого из информационных слоев составляет не более ±3 мкм относительно среднего значения толщин в пределах диапазона радиуса 23-24 мм от центра оптического носителя записи информации.
Кроме того, в качестве устройства записи и воспроизведения, которое записывает информацию на этот оптический носитель записи информации и/или воспроизводит информацию, записанную на оптическом носителе записи информации, устройство, включающее в себя источник лазерного излучения, имеющий длину волны не менее 400 мкм и не более 410 нм, объектив, имеющий NA 0,85 ±0,01, и модуль коррекции сферической аберрации, который корректирует сферическую аберрацию в соответствии с толщиной от поверхности защитного слоя до информационного слоя, из первого-n-ного информационных слоев, на которые излучается лазерное излучение, может быть предусмотрено.
Преимущества
Согласно настоящему изобретению, обеспечивается достаточный технологический запас для изготовления промежуточных и защитных слоев для многослойного оптического носителя записи информации, включающего в себя три или более информационных слоев. Кроме того, согласно настоящему изобретению, можно, в многослойном оптическом носителе записи информации, обеспечивать совместимость с традиционными одно- и двухслойными оптическими носителями записи информации, уменьшать влияние межслойных перекрестных помех и, кроме того, исключать проблемы заднего фокуса.
Краткое описание чертежей
Фиг.1A является видом в поперечном разрезе, показывающим пример структуры трехслойного диска.
Фиг.1B является видом сверху, показывающим пример структуры трехслойного диска.
Фиг.2 является видом в поперечном разрезе, показывающим пример структуры многослойного диска.
Фиг.3A является схемой, иллюстрирующей рисунок, в котором возникает проблема заднего фокуса.
Фиг.3B является схемой, иллюстрирующей другой рисунок, в котором возникает проблема заднего фокуса.
Фиг.3C является схемой, иллюстрирующей еще один рисунок, в котором возникает проблема заднего фокуса.
Фиг.4 является схемой, иллюстрирующей взаимосвязь между числом изготовленных дисков и распределением толщины поверхности второго промежуточного слоя.
Фиг.5 является схемой, иллюстрирующей взаимосвязь между температурой окружающей среды устройства нанесения покрытия и средним значением толщины поверхности второго промежуточного слоя.
Фиг.6 является схемой, иллюстрирующей изменчивость толщины от поверхности защитного слоя до каждого информационного слоя.
Фиг.7 является схемой, иллюстрирующей структуру двухслойного диска, используемого для того, чтобы исследовать толщины слоев.
Фиг.8 является схемой, иллюстрирующей взаимосвязь между толщиной промежуточного слоя и свойствами воспроизводимого сигнала.
Фиг.9 является схемой, иллюстрирующей амплитуду воспроизводимого сигнала относительно разности толщин между слоями.
Фиг.10 является схемой, иллюстрирующей взаимосвязь между изменениями толщины и аберрацией.
Фиг.11 является схемой, иллюстрирующей взаимосвязь между толщиной защитного слоя и SER.
Фиг.12A является схемой, иллюстрирующей пример проблемы заднего фокуса, вызываемой посредством трех отражений.
Фиг.12B является схемой, иллюстрирующей другой пример проблемы заднего фокуса, вызываемой посредством трех отражений.
Фиг.12C является схемой, иллюстрирующей еще один пример проблемы заднего фокуса, вызываемой посредством пяти отражений.
Фиг.13 является схемой, иллюстрирующей взаимосвязь между отношением величины рассеянного света к величине информационного света и диапазоном колебаний амплитуды воспроизводимого сигнала.
Фиг.14 является схемой, иллюстрирующей пример рисунка, в котором возникает проблема заднего фокуса.
Фиг.15A является формой воспроизводимого сигнала на диске, имеющем толстый защитный слой (состояние, где помехи не возникают).
Фиг.15B является формой воспроизводимого сигнала на диске, имеющем тонкий защитный слой (состояние, где помехи возникают).
Фиг.16 является схемой, иллюстрирующей результат сравнения оптической длины пути информационного света с оптической длиной пути рассеянного света.
Фиг.17 является схемой, иллюстрирующей примерную конфигурацию оптической головки.
Фиг.18 является видом в поперечном разрезе, показывающим пример структуры многослойного диска.
Фиг.19 является видом в поперечном разрезе, показывающим пример структуры однослойного диска.
Фиг.20 является видом в поперечном разрезе, показывающим пример структуры двухслойного диска.
Фиг.21 является видом в поперечном разрезе, показывающим пример структуры трехслойного диска.
Фиг.22 является видом в поперечном разрезе, показывающим пример структуры четырехслойного диска.
Фиг.23 является видом в поперечном разрезе, иллюстрирующим физическую структуру диска.
Фиг.24 является схемой, иллюстрирующей пример дорожек на BD на 25 Гбайт.
Фиг.25 является схемой, иллюстрирующей пример дорожек на диске, имеющем более высокую плотность записи, чем BD на 25 Гбайт.
Фиг.26 является видом сверху, иллюстрирующим дорожки и лазерное излучение, излучаемое на цепочку меток, записанных на дорожки.
Фиг.27 является схемой, иллюстрирующей взаимосвязь между OTF и пространственной частотой диска, емкость записи которого составляет 25 Гбайт.
Фиг.28 является схемой, иллюстрирующей взаимосвязь между амплитудой сигнала и пространственной частотой, когда пространственная частота самой короткой метки (2T) превышает частоту OTF-отсечки, и амплитуда воспроизводимого сигнала 2T равна 0.
Подробное описание вариантов осуществления
Далее описываются варианты осуществления изобретения со ссылкой на чертежи.
1. Структура трехслойного диска
Фиг.1A является поперечным сечением диска 115 (оптического носителя записи информации; трехслойного диска) согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения и также схематично иллюстрирует часть устройства, которое записывает информацию на диск 115 и/или считывает информацию с диска 115.
Следует отметить, что в настоящем описании изобретения, термин "оптический носитель записи информации" включает в себя различные носители записи, такие как DVD, CD, диски Blu-ray и т.д. "Диск" - это носитель записи в форме диска. За исключением описаний предшествующего уровня техники, "оптический носитель записи информации", упоминаемый в настоящем описании изобретения, также иногда называется просто "носителем записи", "носителем", "оптическим диском", "диском" и т.п. Другими словами, в последующем описании, эти термины зачастую используются взаимозаменяемо.
Диск 115 является оптическим носителем записи информации в форме диска с наружным диаметром приблизительно 120 мм и толщиной приблизительно 1,2 мм. Следует отметить, что эти значения могут изменяться.
Как показано на фиг.1A, диск 115 имеет подложку 101, первый-третий информационные слои 102-104, первый и второй промежуточные слои 105 и 106 и защитный слой 107. Как упоминается ниже, первый-третий информационные слои 102-104 являются неперезаписываемыми информационными слоями. Другими словами, диск 115 является неперезаписываемым оптическим носителем записи информации, включающим в себя три информационных слоя. Первый-третий информационные слои 102-104 могут упоминаться просто как "информационные слои", когда не требуется различение между ними. Аналогично первый и второй промежуточные слои 105 и 106 иногда упоминаются просто как "промежуточные слои".
Подложка 101 состоит из смолы (например, смолы поликарбоната) и имеет толщину приблизительно 1,1 мм. Направляющие канавки, состоящие из вогнуто-выпуклой формы, формируются на одной поверхности подложки 101.
Первый-третий информационные слои 102-104 содержат неперезаписываемый материал фазового превращения. "Неперезаписываемый материал фазового превращения" упоминается как материал, который может принимать два или более состояний, имеющих различные оптические свойства вследствие нагрева, являющегося результатом облучения светом для записи/воспроизведения. Предпочтительно, неперезаписываемый материал фазового превращения - это материал, в котором установленная реакция может приводить к необратимому изменению. Предпочтительно использовать, в качестве неперезаписываемого материала фазового превращения, материал, который содержит, например, O и M (где M - это один элемент или несколько элементов, выбираемых из 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 и Bi). Кроме того, первый-третий информационные слои 102-104 могут быть структурированы так, чтобы содержать эти материалы и диэлектрический материал, наслоенный на них. Следует отметить, тем не менее, что материалы, содержащиеся в информационных слоях, не ограничены только этими материалами. Неперезаписываемый материал фазового превращения может быть материалом, на который можно выполнять запись только один раз, или он может заменяться материалом, на который можно выполнять запись многократно.
Следует отметить, что настоящее изобретение может применяться к неперезаписываемому носителю. Другими словами, один или все информационные слои могут быть отражательными пленками, выполненными из металла, такого как сплав Ag или Al. Наконец, материалы отражательных пленок, перечисленные здесь, являются просто примерами материалов для информационных слоев в неперезаписываемых носителях и могут заменяться другими материалами.
Из двух поверхностей подложки 101, первый информационный слой 102 расположен на поверхности, на которой сформирована вогнуто-выпуклая форма. Второй информационный слой 103 расположен на первом информационном слое 102, при этом первый промежуточный слой 105 прослаивается между ними. Третий информационный слой 104 между тем расположен на втором информационном слое 103, при этом второй промежуточный слой 106 прослаивается между ними.
Необходимо, чтобы второй информационный слой 103 и третий информационный слой 104 не только отражали лазерное излучение, но также и давали возможность лазерному излучению проходить к информационному слою, самому дальнему со стороны поступления лазерного излучения. Следовательно, второй информационный слой 103 и третий информационный слой 104 состоят из тонкопленочного материала, который является полупрозрачным относительно лазерного излучения.
Светопроницаемости и светоотражательные способности первого-третьего информационных слоев 102-104 задаются так, что величина света, который отражается и возвращается в оптическую головку 116, является приблизительно одинаковой для каждого информационного слоя. Другими словами, материалы, из которых состоят слои, выбираются так, чтобы светопроницаемость увеличивалась от первого информационного слоя 102 ко второму информационному слою 103, к третьему информационному слою 104. Говоря по-иному, светопроницаемость второго информационного слоя 103 выше светопроницаемости первого информационного слоя 102, а светопроницаемость третьего информационного слоя 104 выше светопроницаемости второго информационного слоя 103.
Следует отметить, что "полупрозрачный" может означать любую светопроницаемость, которая дает возможность записи информации на каждый информационный слой и/или воспроизведения из записей на каждом информационном слое, описанном в данном документе, и не ограничена каким-либо конкретным числовым значением.
Первый и второй промежуточные слои 105 и 106 состоят из прозрачной смолы. Смола с отверждением ультрафиолетовым излучением, например, используется для этой смолы. Первый промежуточный слой 105 расположен между первым информационным слоем 102 и вторым информационным слоем 103, а второй промежуточный слой 106 расположен между вторым информационным слоем 103 и третьим информационным слоем 104.
Защитный слой 107 состоит из прозрачной смолы и расположен на третьем информационном слое 104. Другими словами, третий информационный слой 104 расположен между защитным слоем 107 и вторым промежуточным слоем 106.
Таким образом, на диске 115 первый информационный слой 102, первый промежуточный слой 105, второй информационный слой 103, второй промежуточный слой 106, третий информационный слой 104 и защитный слой 107 расположены, в этом порядке, на подложке 101. Внешняя поверхность защитного слоя 107 (т.е. поверхность на стороне напротив поверхности, которая противостоит третьему информационному слою 104) должна упоминаться "как поверхность 107a защитного слоя".
Предпочтительно, чтобы материал смолы, из которого состоят промежуточные слои 105 и 106 и защитный слой 107, был приближенно прозрачным относительно длины волны лазерного излучения. Здесь, "приближенно прозрачный" упоминается как светопроницаемость, которая составляет, предпочтительно, 90% или более относительно длины волны лазерного излучения. Смола, имеющая светопроницаемость 90% или более относительно света, имеющего длину волны, например, 405 нм, тем самым является предпочтительной для использования в качестве материала промежуточных слоев 105 и 106 и защитного слоя 107.
Как показано на фиг.1B, диск 115 имеет форму диска и имеет начальную зону 2, зону 3 записи данных и конечную зону 4.
Информация, касающаяся структуры диска, информация, необходимая при записи на диск, данные, касающиеся управляющей информации записанных данных и т.д., записываются в начальную зону 2. Конечная зона 4, между тем, является зоной, указывающей позицию окончания записи данных. Зона 3 записи данных является зоной, в которую, например, видео, аудио или другое программное обеспечение может записываться в качестве первичной информации. Начальная зона 2 обычно находится во внутренней зоне диска. Например, конец начальной зоны 2 обычно находится в радиусе 24 мм от центра диска.
<1-1. Толщины каждой части>
<<1-1-1. Толщины от поверхности защитного слоя до каждого информационного слоя>>
Когда диск вставляется в накопитель, накопитель сначала считывает управляющую информацию, записанную на крайнюю внутреннюю часть диска (пространство от радиуса 23-24 мм). Тогда накопитель осуществляет оптимальную коррекцию сферической аберрации, регулирования смещения фокуса и т.д. в пределах зоны от радиуса 23-24 мм и затем выполняет распознавание записи. Оптимальные условия записи определяются на основе результата распознавания записи, выполняемого здесь.
На основе определенных условий записи, накопитель записывает в и/или воспроизводит другие местоположения диска (в частности, зону записи данных). В это время, если толщины от поверхности защитного слоя до каждого из информационных слоев в зонах за пределами радиуса 24 мм очень отличаются от толщин от поверхности защитного слоя до каждого из информационных слоев в зоне в пределах радиуса 23-24 мм, луч точно не фокусируется, и таким образом на точность записи или воспроизведения оказывается значительное влияние. Поэтому важно, относительно колебаний толщин от поверхности защитного слоя до каждого из информационных слоев, какое отклонение от средних значений толщин от поверхности защитного слоя до каждого из информационных слоев в зоне в пределах радиуса 23-24 мм на диске разрешено.
Диапазон колебаний толщины t3, от поверхности 107a защитного слоя до первого информационного слоя 102, составляет не более ±3 мкм (относительно среднего значения толщины t3 в пределах диапазона от радиуса 23-24 мм на диске 115). Следует отметить, что "толщина t3" может быть перефразирована как "расстояние от поверхности 107a защитного слоя до первого информационного слоя 102".
Диапазон колебаний толщины t4, от поверхности 107a защитного слоя до второго информационного слоя 103, составляет не более ±3 мкм (относительно среднего значения толщины t4 в пределах диапазона от радиуса 23-24 мм на диске 115). Следует отметить, что "толщина t4" может быть перефразирована как "расстояние от поверхности 107a защитного слоя до второго информационного слоя 103".
Диапазон колебаний толщины t5, от поверхности 107a защитного слоя до третьего информационного слоя 104, составляет не более ±3 мкм (относительно среднего значения толщины t5 в пределах диапазона от радиуса 23-24 мм на диске 115). Следует отметить, что "толщина t5" может быть перефразирована как "расстояние от поверхности 107a защитного слоя до третьего информационного слоя 104".
Следует отметить, что в настоящем варианте осуществления толщина t5 является идентичной толщине tc защитного слоя 107.
Высокая точность при записи и считывании сигнала реализуется посредством обеспечения того, что толщины t3-t5 находятся в пределах вышеизложенных диапазонов. Основа для этих диапазонов, а так же другие конкретные структуры диска 115 должны быть пояснены ниже.
<<1-1-2. Толщины промежуточных слоев>>
Предпочтительно, чтобы толщина t1 первого промежуточного слоя 105 отличалась от толщины tc защитного слоя 107, а разность между толщиной t1 первого промежуточного слоя 105 и толщиной tc защитного слоя 107 составляла не менее 1 мкм во всех местоположениях в зонах 2-4 в пределах диска 115.
То же относится ко второму промежуточному слою 106. Другими словами, предпочтительно, чтобы толщина t2 второго промежуточного слоя 106 отличалась от толщины tc защитного слоя 107 во всех местоположениях в зонах 2-4.
Кроме того, предпочтительно, чтобы разность между толщиной t2 второго промежуточного слоя 106 и толщиной tc защитного слоя 107 составляла не менее 1 мкм во всех местоположениях в зонах 2-4.
Кроме того, предпочтительно, чтобы разность между толщинами промежуточных слоев составляла не менее 1 мкм во всех местоположениях в зонах 2-4.
Кроме того, предпочтительно, чтобы разность между одним из промежуточных слоев или защитным слоем и суммой других слоев, кроме этого слоя, составляла не менее 1 мкм во всех местоположениях в зонах 2-4. Например, предпочтительно, чтобы разность между полной толщиной всех промежуточных слоев (t1+t2) и толщиной tc защитного слоя 107 составляла не менее 1 мкм, а разность между суммой толщины t2 второго промежуточного слоя 106 и толщины tc защитного слоя 107 и толщиной t1 первого промежуточного слоя 105 составляла не менее 1 мкм.
Другими словами, предпочтительно, чтобы, меньшей мере, одно, более предпочтительно, два или более и еще более предпочтительно, все следующие условия (a)-(e) удовлетворялись во всех местоположениях в зонах 2-4 на диске 115.
|t1-tc|≥1 мкм (a)
|t2-tc|≥1 мкм (b)
|t1-t2|≥1 мкм (c)
|(t1+t2)-tc|≥1 мкм (d)
|t1-(t2+tc)|≥1 мкм (e)
Следует отметить, что в настоящем варианте осуществления, зоны 2-4 приведены в качестве примеров "зон, из которых информация может быть воспроизведена с использованием света". "Зоны, из которых информация может быть воспроизведена с использованием света", также могут упоминаться "как зоны, на которые воспроизводимая информация записывается" или "зоны, на которые сигнал может записываться в воспроизводимом состоянии".
Конкретные способы, имеющие результатом эти формулы, и другие структуры диска 115 должны быть пояснены ниже.
2. Способ изготовления диска
Способ с использованием вышеуказанного (i)-(v) может предпочтительно использоваться в качестве способа для изготовления диска 115 настоящего варианта осуществления.
Например, первый промежуточный слой 105 и второй промежуточный слой 106 может формироваться посредством следующего:
- покрытие первого информационного слоя 102 или второго информационного слоя 103 со смолой с отверждением ультрафиолетовым излучением;
- прижатие этой смолы с помощью матрицы, имеющей направляющие канавки, состоящие из вогнуто-выпуклой формы;
- затвердевание смолы; и
- извлечение матрицы.
Этот способ переносит вогнуто-выпуклую форму на поверхность смолы.
Защитный слой 107 также формируется посредством покрытия информационного слоя со смолой с отверждением ультрафиолетовым излучением.
3. Устройство записи и воспроизведения
<3-1. Структура устройства записи и воспроизведения>
В дальнейшем в этом документе, устройство, допускающее как запись, так и воспроизведение, должно описываться в качестве примера устройства записи и воспроизведения.
Тем не менее "устройство записи и воспроизведения" упоминается как устройство, которое выполняет запись и/или воспроизведение, и, следовательно, может быть устройством, которое выполняет только воспроизведение, только запись или и то, и другое.
Как показано на фиг.1A, устройство записи и воспроизведения включает в себя оптическую головку 116, а также включает в себя модуль приведения, такой как привод, модуль управления, процессор и т.д. (не показаны) при необходимости.
<3-2. Оптическая головка>
Оптическая головка 116 имеет объектив 108, модуль 110 коррекции аберрации, источник 111 света, поляризационный расщепитель 112 луча и фотодетектор 114.
Полупроводниковый лазер предпочтительно с длиной волны 405 мкм может использоваться в качестве источника 111 света. Линза с NA 0,85 используется в качестве объектива 108. Модуль 110 коррекции аберрации может быть сконфигурирован из комбинированной линзы, включающей в себя две или более линз, или сконфигурирован из коллимированной линзы и может включать в себя такие элементы, как жидкие кристаллы.
Лазерное излучение 109, испускаемое из источника 111 света, поступает на поляризационный расщепитель 112 луча после прохождения через модуль 110 коррекции аберрации. Лазерное излучение 109, которое прошло через поляризационный расщепитель 112 луча, фокусируется на одном из информационных слоев 102-104 посредством объектива 108. Свет, отраженный от информационного слоя, проходит через поляризационный расщепитель 112 луча и определяется посредством фотодетектора 114.
Процессор устройства записи и воспроизведения считывает информацию из сигнала, выводимого как результат фотоэлектрического преобразования, выполняемого посредством фотодетектора 114. Между тем модуль управления устройства записи и воспроизведения записывает информацию на диск 115 с помощью лазерного излучения.
Таким образом, устройство записи и воспроизведения записывает и/или воспроизводит сигнал посредством облучения диска светом. Хотя лазерное излучение, в частности, приводится в качестве примера этого света в настоящем описании изобретения, термин "лазерное излучение" является взаимозаменяемым с терминами "свет для записи", "свет для воспроизведения", "свет для записи/воспроизведения" и т.д. "Свет для записи", в частности, означает свет, используемый при записи информации, тогда как "свет для воспроизведения", в частности, означает свет, используемый при воспроизведении информации; "свет для записи/воспроизведения" между тем означает свет, используемый в качестве света для записи и/или света для воспроизведения. Свет, излучаемый на носитель записи посредством устройства записи и воспроизведения, иногда называется "светом для записи/воспроизведения". Кроме того, "лазерное излучение" иногда упоминается как "луч".
Ссылаясь на фиг.17, пример оптической головки должен описываться подробнее. Следует отметить, что различные носители записи, описанные в настоящем описании изобретения (диск 115 и т.д.), могут применяться как диск 1701, показанный на фиг.17. Также следует отметить, что базовая конфигурация устройства записи и воспроизведения является такой, как показано на фиг.1, и не ограничена конфигурацией, описанной в дальнейшем.
Как показано на фиг.17, оптическая головка 1702 включает в себя источник 1703 света, коллимированную линзу 1705, поляризационный расщепитель 1706 луча, четвертьволновую пластину 1707, объектив 1708, апертуру 1709, цилиндрическую линзу 1711 и фотодетектор 1712.
Источник 1703 света испускает лазерное излучение 1704, которое является расходящимся лучом плоскополяризованного света с длиной волны 405 мкм. Лазерное излучение 1704, испускаемое из источника 1703 света, преобразуется в параллельный свет посредством коллимированной линзы 1705, фокусное расстояние f1 которой составляет 18 мм, и затем проходит через поляризационный расщепитель 1706 луча. После этого лазерное излучение 1704 преобразуется в циркулярно поляризованный свет посредством прохождения через четвертьволновую пластину 1707. Преобразованное лазерное излучение 1704 дополнительно преобразуется в сходящийся луч посредством объектива 1708, фокусное расстояние f2 которого составляет 2 мм, и затем собирается на диске 1701.
Апертура объектива 1708 ограничена посредством апертуры 1709. В настоящем варианте осуществления, числовая апертура NA равна 0,85. Помимо этого, модуль управления коррекции аберрации (не показан), сконфигурированный из шагового двигателя и т.п., регулирует позицию коллимированной линзы 1705 в направлении оптической оси, так что сферическая аберрация в информационных слоях составляет приблизительно 0 mλ.
Луч, отраженный посредством информационного слоя, проходит через объектив 1708. После этого луч проходит через четвертьволновую пластину 1707, тем самым преобразуется в плоскополяризованный свет, на 90 градусов отличающийся от света в исходящем тракте. Плоскополяризованный свет отражается посредством поляризационного расщепителя 1706 луча. Луч, отраженный посредством поляризационного расщепителя 1706 луча, затем разделяется посредством дифракционной решетки, которая является элементом деления луча, на свет нулевого порядка и свет первого порядка, проходит через цилиндрическую линзу 1711 и поступает на фотодетектор 1712. Лучу, который поступает на фотодетектор 1712, придается астигматизм после прохождения через цилиндрическую линзу 1711.
Хотя на фиг.17, коллимированная линза 1705 приведена в качестве примера модуля коррекции аберрации, модуль коррекции аберрации может быть сконфигурирован из комбинированной линзы, включающей в себя две или более линз, или сконфигурирован из коллимированной линзы и может включать в себя такие элементы, как жидкие кристаллы, как упомянуто ранее.
Модуль коррекции аберрации служит для коррекции аберрации, такой как сферическая аберрация, возникающая вследствие толщины от поверхности защитного слоя диска до информационного слоя, на/с которого записывается/воспроизводится информация. Более конкретно, модуль коррекции аберрации добавляет аберрацию к лазерному излучению, чтобы противодействовать компонентам аберрации, возникающим в каждом информационном слое.
Оптическая головка первоначально оптически сконструирована так, чтобы минимизировать аберрацию в информационном слое однослойного диска. Последние конструкции оптической головки, тем не менее, также учитывают запись/воспроизведение двухслойных дисков. Следовательно, позиция минимальной аберрации, согласно конструкции, задается приблизительно в 80-90 мкм от поверхности защитного слоя. Поэтому, при концентрировании лазерного излучения на информационном слое, присутствующем в местоположении, отклоняющемся от позиции минимальной аберрации, необходимо, чтобы модуль коррекции аберрации выполнял коррекции с использованием значений коррекции аберрации, подходящих для этого информационного слоя.
Следует отметить, что, хотя длина волны полупроводникового лазера, используемого в качестве источника света, задана равной 405 нм, длина волны может немного изменяться вследствие конструкции, изменений температуры или возбуждающего тока и т.п. Следовательно, разрешен диапазон длины волны 400-410 нм. Те же результаты, как в настоящем варианте осуществления, могут получаться до тех пор, пока длина волны находится в пределах диапазона от 400 нм до 410 нм.
4. Изучение структуры диска
<4-1. Способ измерения толщины>
В вариантах осуществления настоящей заявки, "толщина" упоминается как значение, измеряемое посредством толщиномера, включающего в себя конфокальную оптическую систему. Этот измеритель включает в себя оптическую головку, включающую в себя источник света с длиной волны 405 нм, объектив, световой экранирующий элемент и фотодетектор. Измеритель дополнительно включает в себя привод для перемещения оптической головки и модуль вычислений для вычисления толщин. Световой экранирующий элемент имеет микроотверстие. Световой экранирующий элемент предоставляется в оптическом пути, вдоль которого отраженный свет движется от диска к фотодетектору.
Луч из источника света концентрируется на диске посредством объектива. Свет, отраженный от диска, проходит через микроотверстие и определяется посредством фотодетектора.
Измеритель имеет оптическую схему, посредством которой, когда луч фокусируется на граничной поверхности в пределах диска, отраженный свет фокусируется на поверхности фотодетектора. Следовательно, свет проходит через микроотверстие, предусмотренное перед фотодетектором, только когда луч фокусируется на граничной поверхности на диске. Если луч фокусируется в любом месте на диске, кроме граничной поверхности, то большая часть света должна блокироваться посредством светового экранирующего элемента. Следовательно, то, фокусируется или нет луч на граничной поверхности на диске, может быть определено посредством измерения оптической силы света, определяемой посредством фотодетектора. Следует отметить, что "граничная поверхность на диске" включает в себя граничные поверхности каждого слоя в пределах диска, а так же поверхность диска. Другими словами, граничные поверхности информационных слоев и промежуточных слоев и поверхность защитного слоя считаются "граничными поверхностями на диске".
Оптическая головка измерителя перемещается посредством привода в осевом направлении света, излучаемого на диск. Когда луч фокусируется на каждом информационном слое, модуль вычислений вычисляет позицию фокуса на основе расстояния, на которое оптическая головка перемещается посредством привода. Модуль вычислений может вычислять расстояние от поверхности диска до информационного слоя, расстояние между смежными информационными слоями и т.д. на основе этого расстояния перемещения. Другими словами, толщины защитного слоя и промежуточных слоев вычисляются посредством модуля вычислений.
Следует отметить, что этот измеритель калиброван так, чтобы измерять точную толщину, когда индекс N преломления относительно длины волны 405 нм для промежуточных слоев или защитного слоя равен 1,6. Таким образом, оптическая толщина варьируется в зависимости от значения индекса N преломления материала, из которого формируются промежуточные слои и защитный слой. Исключая описания предшествующего уровня техники, значения толщины, поясненные в настоящем описании изобретения, упоминаются как толщины, когда индекс N преломления преобразован к 1,6. Другими словами, индекс преломления относительно света с длиной волны 405 нм различается в зависимости от типа смолы, и таким образом пояснения, касающиеся толщин здесь, касаются числовых значений, полученных посредством преобразования индекса преломления к 1,6.
"Толщины, обнаруживаемые, когда индекс N преломления преобразован к 1,6", упоминаются как данные, измеряемые посредством установленного толщиномера, когда индекс N преломления каждого полимерного слоя задан равным 1,6. При измерении толщин полимерных слоев с использованием этого толщиномера, 1,6 × d/n выводится в качестве измеренных данных, когда индекс преломления задан равным 1,6. N - это индекс преломления смолы, когда длина волны составляет 405 нм, и d (мкм) - это фактическая толщина. За исключением описаний предшествующего уровня техники, в настоящем описании изобретения все ссылки на "значения толщины" упоминаются как значения, полученные посредством этого толщиномера (при этих условиях измерения толщины). Другими словами, за исключением описаний предшествующего уровня техники, пояснения толщин в настоящем описании изобретения не касаются фактической толщины d.
<4-2. Толщины слоев>
Оптимальные расчетные значения для толщины t1 первого промежуточного слоя 105, толщины t2 второго промежуточного слоя 106 и толщины tc защитного слоя 107 диска были исследованы.
Взаимосвязь между качеством сигнала, записанного на два информационных слоя, которые заключают между собой промежуточный слой, когда толщина этого промежуточного слоя изменяется, и толщиной промежуточного слоя также проанализирована.
Следует отметить, что нижеследующие оценки выполнены на двухслойном диске 700, таком как показанный на фиг.7, чтобы создавать простую модель влияния толщины промежуточного слоя на межслойные перекрестные помехи между двумя информационными слоями, которые заключают между собой данный промежуточный слой. Диск 700 включает в себя подложку 701, первый информационный слой 702, второй информационный слой 703, промежуточный слой 704 и защитный слой 705. Первый информационный слой 702, промежуточный слой 704, второй информационный слой 703 и защитный слой 705 наслаиваются в этом порядке на подложку 701.
Тем не менее следует отметить, что кроме числа слоев, двухслойный диск 700 является идентичным трехслойному диску 115. Например, подложка 701, информационные слои 702-703, промежуточный слой 704 и защитный слой 705 двухслойного диска 700 состоят из таких же материалов, как подложка 101, информационные слои 102-104, промежуточные слои 105-106 и защитный слой 107 трехслойного диска 115, соответственно. Кроме того, диаметр и толщина двухслойного диска 700 являются идентичными диаметру и толщине трехслойного диска 115.
"Межслойные перекрестные помехи" упоминаются как явление, при котором шум вводится в сигнал, который должен считываться при фокусировании лазерного излучения на информационном слое, который должен записываться/воспроизводиться. Они вызываются посредством излучения более остронаправленного луча на другие слои вследствие диаметра пятна луча, падающего на другие информационные слои, что приводит к поступлению рассеянного света на информационный свет. Эти межслойные перекрестные помехи возникают, в частности, когда промежуточный слой является тонким.
В частности, на диске, включающем в себя три или более информационных слоев, "межслойные перекрестные помехи" упоминаются как шум, вводимый в сигнал вследствие утечки лазерного излучения из другого смежного информационного слоя в отраженный свет из информационного слоя, который должен записываться или воспроизводиться.
Авторы изобретения изготовили двухслойные диски с несколькими различными толщинами в промежуточных слоях и использовали эти диски в последующих оценках. Тем не менее все диски имеют защитный слой 705 с толщиной 57 мкм.
Используемый способ оценки является следующим. Авторы изобретения записали сигнал с плотностью 25 Гбайт на каждом из информационных слоев 702 и 703 в одинаковой радиальной позиции в каждом диске. Авторы изобретения затем проанализировали значения дрожания сигналов.
"Значение дрожания" упоминается как величина отклонения или колебания от требуемой временной позиции записанного сигнала. Чем ниже значение дрожания, тем выше качество воспроизведения сигнала.
Фиг.8 иллюстрирует взаимосвязь между толщиной промежуточного слоя 704 и свойствами воспроизведения сигналов, записанных на первый информационный слой 702 и второй информационный слой 703.
Следует отметить, что запись и воспроизведение сигналов выполняется на линейной скорости 4,9 м/с, и дрожание оценивается в состоянии, повышаемом посредством корректора предела. Значение дрожания не более 8,5% использовано в качестве эталона для определения качества носителя. Если значение дрожания в этом диапазоне может получаться, коррекция ошибок может выполняться практически без проблем, и тем самым качество сигнала на диске имеет уровень, который обеспечивает воспроизведение.
Как показано на фиг.8, чем тоньше промежуточный слой 704, тем хуже становится значение дрожания вследствие влияния межслойных перекрестных помех в информационных слоях 702 и в 703. Значение дрожания становится, в частности, плохим, когда толщина промежуточного слоя 704 равна 10 мкм и менее. Таким образом, предпочтительно, чтобы толщина промежуточного слоя составляла, по меньшей мере, 10 мкм, чтобы удовлетворять критериям для значений дрожания.
Кроме того, как показано на фиг.8, когда толщина промежуточного слоя составляет не менее 15 мкм, не наблюдается практически никакого влияния значения дрожания посредством межслойных перекрестных помех от смежного информационного слоя. Соответственно, предпочтительно, чтобы толщина промежуточного слоя составляла не менее 15 мкм.
Хотя фиг.8 иллюстрирует результаты оценки характеристик сигналов, когда плотность записи составляет 25 Гбайт, следует отметить, что предпочтительно, чтобы толщина промежуточного слоя составляла не менее 15 мкм независимо от плотности записи. Причина этого заключается в том, что ухудшение качества сигнала (в частности, ухудшение значений дрожания) вызывается посредством шума, являющегося результатом возникновения неразрывности яркости/темноты, вызываемой посредством помех между информационным светом из информационного слоя и отраженным светом из другого слоя, отличного от этого информационного слоя. Толщина промежуточного слоя 15 мкм или более обходит ухудшение качества сигнала, вызываемое посредством смежного информационного слоя, независимо от плотности записи сигнала.
<4-3. Изменчивость толщин слоев>
Результаты исследования изменчивости толщин промежуточных слоев и защитного слоя трехслойного диска должны теперь быть пояснены. Значение 25 мкм требуется для толщины t1 первого промежуточного слоя 105, значение 18 мкм требуется для толщины t2 второго промежуточного слоя 106, значение 57 мкм требуется для толщины tc защитного слоя 107, и значение 100 мкм требуется для толщины t3 от поверхности 107a защитного слоя до первого информационного слоя 102. Промежуточные слои и защитный слой изготавливаются через процесс нанесения покрытия из смолы с отверждением ультрафиолетовым излучением с использованием способа покрытия методом центрифугирования.
Фиг.4 иллюстрирует распределение толщины поверхности и колебания толщины между выборками для толщины t2 второго промежуточного слоя 106 изготовленных дисков.
Авторы изобретения изготовили 150 выборок, изъяли каждый десятый диск из них и измерили толщину промежуточного слоя. Фиг.4 иллюстрирует среднее значение толщины в рамках поверхности второго промежуточного слоя 106 диска и также иллюстрирует максимальные и минимальные значения на поверхности с использованием строки погрешностей.
Как показано на фиг.4, имеется изменчивость толщины t2 второго промежуточного слоя 106 в поверхностях отдельных дисков.
Следующие случаи могут быть приведены в качестве примеров причин такой изменчивости:
- когда промежуточный слой формируется через способ покрытия методом центрифугирования, смола, из которой состоит промежуточный слой, выводится вследствие вращения платформы для раскрутки. В это время, центробежная сила в радиальном направлении, на которую влияет раскрученная смола, отличается в зависимости от позиции по поверхности носителя, что приводит к изменчивости толщины смолы.
- аналогично, когда промежуточный слой формируется через способ покрытия методом центрифугирования, после того как вращение прекращено, границы смолы выступают наружу вследствие влияния поверхностного натяжения в смоле на границах области, покрытой смолой. Это также приводит к изменчивости толщины смолы.
- изменчивость толщины смолы также возникает вследствие потока смолы, возникающего в ходе прижатия с использованием матрицы после нанесения покрытия из смолы.
Разность между максимальными и минимальными значениями толщины t2 второго промежуточного слоя 106 по всей поверхности имеет, в зависимости от условий, распределение приблизительно в 3 мкм.
Различные способы, помимо способа покрытия методом центрифугирования, могут рассматриваться в качестве способов для формирования полимерных слоев, таких как промежуточные слои и защитный слой, такие как, например, трафаретная печать, глубокая печать и т.п. Тем не менее, хотя форма распределения толщины является различной, распределение толщины приблизительно 3 мкм появляется в слоях независимо от того, какой способ используется.
Кроме того, когда способ для формирования слоев включает в себя процесс нанесения покрытия из жидкой смолы с отверждением ультрафиолетовым излучением, на толщину слоев влияет окружающая среда устройства нанесения покрытия, в частности, влияние изменений температуры и влажности является большим. Например, температура смолы с отверждением ультрафиолетовым излучением увеличивается с температурой окружающей среды, вызывая понижение вязкости смолы. Когда смола наносится с использованием способа покрытия методом центрифугирования, например, в этом состоянии промежуточный или защитный слой, который формируется, тоньше на величину, при которой вязкость падает. Добавление функции регулирования температуры в само устройство нанесения покрытия позволяет уменьшать степень колебаний толщины вследствие изменений температуры. Тем не менее влияние температуры на толщину слоев не может полностью исключаться. Следовательно, изменчивость толщины возникает среди множества дисков.
Фиг.5 иллюстрирует взаимосвязь между температурой окружающей среды устройства нанесения покрытия и средним поверхностным значением толщины t2 второго промежуточного слоя 106. Как можно видеть из данных по фиг.5, толщина изменяется приблизительно на 0,5 мкм для изменения температуры приблизительно на 1°C.
Температура в устройстве нанесения покрытия легко изменяется примерно на 5-6°C вследствие изменений температуры окружающей среды, в которой установлено устройство, или температура изменяется вследствие изменений рабочего состояния устройства. Управление температурой приблизительно в 5-6°C может быть реализовано в устройствах нанесения покрытия, используемых при изготовлении традиционных однослойных и двухслойных дисков, без необходимости каких-либо специальных усовершенствований в точности управления температурой. Толщина изменяется приблизительно на 3 мкм при изменении температуры приблизительно на 6°C. Комбинирование изменчивости толщины в рамках поверхности одного носителя и колебаний толщины между носителями приводит к изменчивости в целом приблизительно на 6 мкм от требуемой толщины. Поэтому под влиянием связанного с процессом фактора колебания, толщина каждого промежуточного слоя или толщина защитного слоя варьируется приблизительно на ±3 мкм относительно требуемой толщины.
Хотя только толщина t2 второго промежуточного слоя описывается здесь, идентичные результаты получаются для толщины t1 первого промежуточного слоя и толщины tc защитного слоя. Другими словами, приблизительно ±3 мкм относительно требуемых толщин может ожидаться как величина колебания толщин промежуточных слоев и защитного слоя. Другими словами, при серийном производстве дисков, толщины промежуточных слоев могут отклониться от требуемых толщин приблизительно на ±3 мкм. Следовательно, предпочтительно, чтобы толщины промежуточных слоев в трехслойном диске задавались так, чтобы приспосабливать этот диапазон колебаний.
<4-4. Разность толщин слоев>
Далее должны быть пояснены результаты оценки влияния помех, вызываемых посредством многослойного отраженного света.
Как описано со ссылкой на фиг.3A-3C, когда лазерное излучение фокусируется на информационном слое, который должен считываться, часть рассеянного света, отраженного посредством других слоев, отражается от нескольких до одного из информационных слоев, поверхности защитного слоя и т.п. Этот рассеянный свет иногда поступает на фотодетектор 114 оптической головки с оптической длиной пути и диаметром луча, идентичными информационному свету, который должен считываться. В этом случае, компоненты рассеянного света поступают на фотодетектор после отражения посредством нескольких информационных слоев, поверхности защитного слоя и т.д. и таким образом имеют намного меньшую величину света относительно информационного света, который должен считываться. Тем не менее эти компоненты рассеянного света также поступают на фотодетектор 114 с оптической длиной пути и диаметром луча, идентичными информационному свету, что приводит к большому влиянию на величину света, принимаемого посредством фотодетектора 114, вызываемому посредством помех. Следовательно, незначительное изменение толщин промежуточного или защитного слоя вызывает большое колебание величины света, принимаемого посредством фотодетектора, затрудняя стабильное определение сигналов.
Фиг.9 иллюстрирует амплитуду воспроизводимого сигнала относительно разности толщин между слоями, когда отношение величины света информационного света, который должен считываться, к рассеянному свету, возвращающемуся в фотодетектор, в рисунках, показанных на фиг.3A-3B, составляет 100:1. Следует отметить, что "разность толщин между слоями" упоминается как разность толщин между первым промежуточным слоем, вторым промежуточным слоем и защитным слоем. Другими словами, "состояние, где разность толщин между слоями не менее 1 мкм", указанное на фиг.9, означает, что разности между этими тремя слоями составляют не менее 1 мкм. Другими словами, разность толщины между первым промежуточным слоем и вторым промежуточным слоем, разность толщины между вторым промежуточным слоем и защитным слоем и разность толщины между защитным слоем и первым промежуточным слоем или, иначе говоря, разность толщин между слоями, в которых возникают помехи, составляет не менее 1 мкм.
Горизонтальная ось на фиг.9 представляет разность толщин между слоями, тогда как вертикальная ось представляет амплитуду воспроизводимого сигнала. Амплитуда воспроизводимого сигнала - это значение, полученное посредством нормализации только информационного света, который должен считываться, до обнаруженной величины света постоянного тока, когда свет принимается посредством фотодетектора. Можно видеть на фиг.9, что, когда разность толщин между слоями падает ниже 1 мкм, амплитуда воспроизводимого сигнала очень существенно колеблется.
Относительно трехслойных дисков, предложено задание емкости записи одного информационного слоя равной 33,4 Гбайт, что превышает емкость записи одного информационного слоя в традиционном двухслойном диске, тем самым доводя полную емкость записи трехслойного диска до 100 Гбайт. Имеется потребность обеспечивать использование таких трехслойных дисков в традиционных накопителях для двуслойных дисков без существенного изменения их конфигурации, такой как механизм отслеживания. Чтобы удовлетворять такую потребность, предпочтительно не изменять шаг направляющих канавок, предусмотренных в информационных слоях трехслойного диска, в сравнении с шагом в традиционных носителях, таких как двухслойные диски. Соответственно, задание линейной плотности в направлении, в котором лазерное излучение движется, как в 1,3 раза превышающей традиционную плотность, предложено для того, чтобы значительно увеличивать емкость каждого информационного слоя.
Длина метки для сигнальной метки на диске, линейная плотность которого приблизительно в 1,3 раза превышает линейную плотность традиционного диска, на 25% меньше длины метки для сигнальной метки в традиционном диске (где емкость записи традиционного диска составляет 25 Гбайт). SN-отношение для сигнала становится сравнительно ниже по мере того, как сигнальная метка становится короче, и тем самым влияние шума на свойства сигнала становится чрезвычайно большим. Следовательно, колебание амплитуды воспроизводимого сигнала, когда разность толщин между слоями составляет не более 1 мкм, вызывает значительное ухудшение качества сигнала. Соответственно, разность толщин между слоями не более 1 мкм никоим образом не допустима на диске с этим типом высокой линейной плотности.
Следовательно, как описано выше, предпочтительно, чтобы разность толщины между первым промежуточным слоем и вторым промежуточным слоем, разность толщины между вторым промежуточным слоем и защитным слоем и разность толщины между защитным слоем и первым промежуточным слоем составляли не менее 1 мкм.
<4-5. Проблемы заднего фокуса>
Далее, должны быть пояснены результаты анализа степени влияния проблем заднего фокуса. В трехслойном диске присутствует всего четыре отражательных граничных поверхности, а именно, первый-третий информационные слои и поверхность защитного слоя. Когда лазерное излучение фокусируется на одном из информационных слоев, часть рассеянного света, отраженного посредством другой отражательной граничной поверхности, многократно отражается в нескольких и возвращается в фотодетектор, предусмотренный в оптической головке. Рассеянный свет, который возвращается в фотодетектор, всегда возвращается в фотодетектор после отражения посредством одной из граничных поверхностей нечетное число раз. Степень влияния рассеянного света на качество сигнала оценивается для рисунка, в котором рассеянный свет возвращается в фотодетектор после трех отражений, и рисунка, в котором рассеянный свет возвращается в фотодетектор после пяти отражений. Результаты оценки следующие.
Светоотражательные способности и светопроницаемости каждого информационного слоя задаются так, что светоотражательные способности каждого информационного слоя являются приблизительно одинаковыми, когда сигнал воспроизводится из каждого информационного слоя. Поэтому светоотражательная способность информационного слоя увеличивается, а светопроницаемость уменьшается, чем ближе информационный слой к первому информационному слою. На диске 115 или, другими словами, в состоянии, в котором слои нанесены друг на друга, светоотражательные способности каждого слоя относительно света из оптической головки заданы равными приблизительно 2-5%.
Фиг.12A-12C иллюстрируют пример проблем заднего фокуса, которые могут возникать при трех отражениях, и проблем заднего фокуса, которые могут возникать при пяти отражениях. Диск, показанный на фиг.12A-12C, является трехслойным диском, который имеет первый-третий информационные слои 1201-1203 и защитный слой 1204.
Светоотражательные способности информационных слоев задаются так, чтобы увеличиваться по мере того, как они идут к первому информационному слою 1201. Величина рассеянного света, который возвращается в фотодетектор, больше, когда несколько отражений возникают во втором информационном слое 1202 или третьем информационном слое 1203, чем тогда, когда отражение возникает на поверхности 1204a защитного слоя.
<<4-5-1. Рисунок 1>>
Например, на фиг.12A, когда лазерное излучение фокусируется на первом информационном слое 1201, рассеянный свет отражается посредством второго информационного слоя 1202, третьего информационного слоя 1203 и второго информационного слоя 1202 и затем определяется посредством фотодетектора. Другими словами, в этом рисунке рассеянный свет отражается три раза.
Второй информационный слой 1202 и третий информационный слой 1203 имеют более высокие светоотражательные способности, чем поверхность 1204a защитного слоя. В рисунке, показанном на фиг.12A, рассеянный свет отражается несколько раз между информационными слоями 1202 и 1203. Следовательно, из рисунков трех отражений, которые очевидно могут возникать, рисунок, показанный на фиг.12A, приводит к наибольшей величине рассеянного света относительно величины отраженного света от первого информационного слоя 1201, на котором фокусируется лазерное излучение. В рисунке, показанном на фиг.12A, величина рассеянного света составляет приблизительно 1,4% от величины информационного света от первого информационного слоя 1201.
Фиг.13 иллюстрирует взаимосвязь между отношением величины рассеянного света к величине информационного света и диапазоном колебаний амплитуды воспроизводимого сигнала. Поскольку величина рассеянного света составляет приблизительно 1,4% от величины информационного света в рисунке, показанном на фиг.12A, амплитуда воспроизводимого сигнала колеблется примерно до 45%, согласно графику, представленному посредством белых квадратов на фиг.13.
<<4-5-2. Рисунок 2>>
В рисунке, показанном на фиг.12B, когда лазерное излучение фокусируется на первом информационном слое 1201, рассеянный свет проходит второй информационный слой 1202, поверхность 1204a защитного слоя и третий информационный слой 1203 и затем возвращается в фотодетектор. В этом рисунке, одновременно возникает рассеянный свет, который проходит третий информационный слой, поверхность защитного слоя и второй информационный слой и затем возвращается в фотодетектор.
Таким образом, в рисунке на фиг.12B, два типа рассеянного света возвращаются в фотодетектор, и тем самым величина рассеянного света составляет приблизительно 0,87% от величины информационного света. Отношение величины рассеянного света к величине информационного света тем самым является высоким, и таким образом, влияние, оказываемое на амплитуду воспроизводимого сигнала посредством рассеянного света, является большим.
График с черными квадратами, показанный на фиг.13, иллюстрирует взаимосвязь между колебанием амплитуды воспроизводимого сигнала, когда два луча рассеянного света возникают, как показано на фиг.12B, и отношением величины рассеянного света к величине информационного света. В рисунке, в котором два луча рассеянного света возвращаются в фотодетектор, к примеру, как показано на фиг.12B, когда величина рассеянного света составляет приблизительно 0,87% от величины информационного света, амплитуда сигнала воспроизведения колеблется приблизительно на 50%, как видно на фиг.13.
<<4-5-3. Рисунок 3>>
Далее, влияние рассеянного света, отраженного пять раз, на амплитуду воспроизводимого сигнала должно оцениваться.
Как описано выше, второй информационный слой 1202 и третий информационный слой 1203 имеют более высокие светоотражательные способности, чем поверхность 1204a защитного слоя. Следовательно, величина рассеянного света, который возвращается в фотодетектор, больше для рассеянного света, отраженного посредством второго информационного слоя 1202 или третьего информационного слоя 1203, чем для рассеянного света, отраженного посредством поверхности 1204a защитного слоя. Как результат, рисунок, показанный на фиг.12C, где рассеянный свет возвращается после отражения пять раз, приводит к самой большой величине рассеянного света. На фиг.12C, когда лазерное излучение фокусируется на первом информационном слое 1201, рассеянный свет проходит второй информационный слой 1202, третий информационный слой 1203, второй информационный слой 1202, третий информационный слой 1203 и второй информационный слой 1202 и затем возвращается в фотодетектор.
В рисунке на фиг.12C величина рассеянного света составляет приблизительно 0,02% от величины информационного света. Колебание в амплитуде воспроизводимого сигнала в рисунке, показанном на фиг.12C, оцененное на основе фиг.13, составляет приблизительно 2-3%. Такая степень колебания не оказывает существенного влияния на качество сигнала. Следовательно, рассеянный свет, который возвращается в фотодетектор после отражения пять раз, может игнорироваться.
На основе вышеуказанных исследований, очевидно, что качество сигнала ухудшается вследствие проблем заднего фокуса, в частности, когда рассеянный свет возвращается в фотодетектор после отражения три или меньшее число раз посредством одного или нескольких информационных слоев и/или поверхности защитного слоя.
<<4-5-4. Влияние на сигнал рассеянного света, отраженного три раза>>
Фиг.15B иллюстрирует колебание амплитуды воспроизводимого сигнала в случае, где рассеянный свет, возвращающийся в фотодетектор после отражения три раза, создает помехи для информационного света. Фиг.15B, в частности, иллюстрирует колебание амплитуды воспроизводимого сигнала, возникающее в рисунке, показанном на фиг.14, который имеет три отражения.
Фиг.14 иллюстрирует структуру трехслойного диска, имеющего первый-третий информационные слои 1401-1403 и защитный слой 1404. На фиг.14 часть рассеянного света отражается всего три раза посредством третьего информационного слоя 1403, поверхности защитного слоя 1404a и второго информационного слоя 1202. Часть рассеянного света поступает на фотодетектор с оптической длиной пути и диаметром луча, идентичным информационному свету из первого информационного слоя 1401, на котором записан сигнал, который должен считываться. Фиг.15B иллюстрирует колебание в амплитуде воспроизводимого сигнала, возникающее вследствие влияния рассеянного света, поступающего на фотодетектор таким образом.
Фиг.15A иллюстрирует форму воспроизводимого сигнала диска, защитный слой которого приблизительно на 3 мкм толще, чем защитный слой диска, показанного на фиг.14. Хотя некоторый рассеянный свет также отражается три раза в этом диске способом, аналогичным состоянию, показанному на фиг.14, оптическая длина пути рассеянного света сдвигается от оптической длины пути информационного света от первого информационного слоя 1401, тем самым исключая влияние помех.
Кроме того, авторы изобретения проанализировали, до какой степени оптическая длина пути рассеянного света должна сдвигаться от оптической длины пути информационного света, который должен считываться, чтобы исключать влияние помех.
Области, в которых колебание амплитуды является большим, и области, в которых колебание амплитуды являются низким, присутствуют в форме воспроизводимого сигнала, показанной на фиг.15B. На фиг.15B область, в которой колебание амплитуды является большим, упоминается как "зона колебаний".
Фиг.16 иллюстрирует результаты сравнения оптической длины пути информационного света с оптической длиной пути рассеянного света в зоне колебаний и других зонах. На фиг.16 горизонтальная ось представляет радиус диска. Между тем на фиг.16 вертикальная ось представляет разность между оптической длиной пути информационного света и оптической длиной пути рассеянного света, отраженного три раза, как показано на фиг.14. "Оптическая длина пути информационного света" упоминается как замкнутая оптическая длина пути от момента, когда лазерное излучение поступает с поверхности защитного слоя, до момента, когда этот свет выходит из поверхности защитного слоя как информационный свет.
Части вертикальной оси на фиг.16, в которых разность оптической длины пути между информационным светом и рассеянным светом равна 0, указывают условия, при которых информационный и рассеянный свет возвращаются в фотодетектор с одинаковой оптической длиной пути и одинаковым диаметром луча. Тем не менее на основе данных, показанных на фиг.16, следует понимать, что амплитуда сигнала подвергается значительному колебанию не только в зонах, где разность оптической длины пути равна 0, но также и в зонах, где разность оптической длины пути равна 0±2 мкм. Такие зоны упоминаются как "зоны колебания амплитуды" на фиг.16. На основе этих результатов, разность оптической длины пути не менее ±2 мкм считается предпочтительной. Следует отметить, что "разность оптической длины пути не менее ±2 мкм" означает, что абсолютное значение разности оптической длины пути составляет не менее 2 мкм.
<4-6. Структура, допускающая предотвращение помех>
Далее, должны описываться конкретные условия для обеспечения того, что разность в оптической длине пути информационного и рассеянного света составляет не менее ±2 мкм.
В диске, имеющем три информационных слоя, когда лазерное излучение фокусируется на информационном слое, расположенном глубже, чем третий информационный слой (на стороне напротив стороны поступления света), могут возникать следующие два рисунка проблем рассеянного света. Следует отметить, что в последующем описании информационный слой, который является целью записи или воспроизведения сигнала, должен упоминаться как "целевой информационный слой".
<<4-6-1. Первая проблема рассеянного света>>
Первая проблема рассеянного света - это проблема, которая возникает вследствие отражения рассеянного света всего три раза, посредством информационного слоя B, расположенного на стороне поступления света целевого информационного слоя A, затем посредством информационного слоя C на стороне поступления света или поверхности защитного слоя, и затем снова посредством информационного слоя B, в этом порядке. Более конкретно, первая проблема рассеянного света заключает в себе помехи, возникающие между информационным светом и рассеянным светом, когда разность замкнутой оптической длины пути между рассеянным светом и информационным светом, который возвращается в оптическую головку из целевого информационного слоя A, составляет менее 2 мкм.
Эта первая проблема рассеянного света разрешается посредством задания разности между толщиной между целевым информационным слоем A и информационным слоем B и толщиной между информационным слоем B и информационным слоем C/поверхностью защитного слоя как не менее 1 мкм. Следует отметить, что "толщина" упоминается как толщина, измеренная посредством толщиномера, как упомянуто выше.
Более конкретно, если целевой информационный слой - это первый информационный слой 102 на диске 115, проиллюстрированном на фиг.1A, предпочтительно, чтобы следующие условия (1)-(3) удовлетворялись, с тем чтобы разрешать первую проблему рассеянного света, или другими словами, чтобы предотвращать помехи между информационным светом и рассеянным светом.
(1) |t1-t2|≥1 мкм
Помехи между информационным и рассеянным светом, отраженным посредством второго информационного слоя 103, третьего информационного слоя 104 и второго информационного слоя 103, в этом порядке, предотвращаются посредством удовлетворения этому условию (1).
(2) |t1- (t2+tc)|≥1 мкм
Помехи между информационным и рассеянным светом, отраженным посредством второго информационного слоя 103, поверхности 107a защитного слоя и второго информационного слоя 103, в этом порядке, предотвращаются посредством удовлетворения этому условию (2).
(3) |(t1+t2)-tc|≥1 мкм
Помехи между информационным и рассеянным светом, отраженным посредством третьего информационного слоя 104, поверхности 107a защитного слоя и третьего информационного слоя 104, в этом порядке, предотвращаются посредством удовлетворения этому условию (3).
Кроме того, если целевой информационный слой - это второй информационный слой 103, предпочтительно, чтобы следующее условие (4) удовлетворялось, с тем чтобы предотвращать помехи между информационным светом и рассеянным светом.
(4) |t2-tc|≥1 мкм
Помехи между информационным и рассеянным светом, отраженным посредством третьего информационного слоя 104, поверхности 107a защитного слоя и третьего информационного слоя 104, в этом порядке, предотвращаются посредством удовлетворения этому условию (4).
<<4-6-2. Вторая проблема рассеянного света>>
Вторая проблема рассеянного света - это проблема, которая возникает вследствие отражения рассеянного света всего три раза, посредством информационного слоя b на стороне поступления света целевого информационного слоя a, затем посредством поверхности защитного слоя, и затем снова посредством информационного слоя c на стороне поступления света информационного слоя b, в этом порядке. Более конкретно, вторая проблема рассеянного света заключает в себе помехи, возникающие между информационным светом и рассеянным светом, когда разность замкнутой оптической длины пути между рассеянным светом и информационным светом, который возвращается в оптическую головку от целевого информационного слоя, составляет менее 2 мкм. Следует отметить, что, когда вторая проблема рассеянного света возникает, рассеянный свет, отраженный всего три раза, посредством информационного слоя b, информационного слоя c и поверхности защитного слоя, в этом порядке, также возникает. Следовательно, помехи, вызываемые посредством двух лучей, возникают во второй проблеме рассеянного света.
Вторая проблема рассеянного света разрешается посредством задания разности между толщиной между информационным слоем и информационным слоем b и толщиной между информационным слоем c и поверхностью защитного слоя как не менее 1 мкм.
Более конкретно, если целевой информационный слой - это первый информационный слой 102 диска 115, предпочтительно, чтобы следующее условие (5) удовлетворялось, с тем чтобы предотвращать помехи между информационным светом и рассеянным светом.
(5) |t1-tc|≥1 мкм
Помехи между информационным и рассеянным светом, отраженным посредством второго информационного слоя 103, поверхности 107a защитного слоя и третьего информационного слоя 104, в этом порядке, предотвращаются посредством удовлетворения этому условию (5). Вместе с тем помехи между информационным и рассеянным светом, отраженным посредством третьего информационного слоя 104, поверхности 107a защитного слоя и второго информационного слоя 103, в этом порядке, также предотвращаются.
<4-7. Толщина защитного слоя>
Взаимосвязь между толщиной защитного слоя и сигналом, записанным на информационный слой/сигналом, воспроизводимым из информационного слоя, должна быть оценена. Имеется высокая вероятность того, что посторонние объекты, такие как грязь, пыль или отпечатки пальцев, прилипают к поверхности защитного слоя, или что поверхность защитного слоя царапается.
Когда такие пятна присутствуют на поверхности защитного слоя, лазерное излучение для записи сигнала в информационные слои или воспроизведение сигнала из информационных слоев блокируется, угол, под которым поступает лазерное излучение, изменяется и т.д. В результате на качество сигнала, записанного или воспроизведенного из информационного слоя, оказывается очень большое влияние.
Между тем, чем тоньше становится защитный слой, тем меньше диаметр лазерного излучения на поверхности защитного слоя, когда лазерное излучение фокусируется на информационном слое. Кроме того, чем меньше диаметр лазерного излучения на поверхности защитного слоя, тем больше влияние посторонних объектов или царапин на поверхности защитного слоя на качество сигнала. Причина этого состоит в том, что чем меньше диаметр лазерного излучения, тем больше размер посторонних объектов или царапин относительно диаметра лазерного излучения, даже если эти посторонние объекты или царапины фактически имеют неизменный размер. Таким образом, больший процент от общей величины лазерного излучения блокируется посредством посторонних объектов или царапин.
Соответственно, следующие эксперименты выполнены, и оптимальная толщина защитного слоя проанализирована. Другими словами, авторы изобретения изготовили пять типов однослойных дисков, имеющих различные толщины защитных слоев в пределах диапазона от 100 мкм до 45 мкм. Информационные слои в этих однослойных дисках имеют конфигурацию, идентичную третьему информационному слою трехслойного диска 115. Авторы изобретения нанесли искусственные отпечатки пальцев на поверхность защитного слоя этих однослойных дисков. Авторы изобретения затем оценили влияние этих искусственных отпечатков пальцев на запись и воспроизведение из информационного слоя посредством анализа частоты ошибок. Следует отметить, что записанный сигнал является сигналом с хаотичным рисунком, модулированным согласно технологии модуляции 1-7PP, с опорной тактовой частотой 66 МГц и минимальной длиной метки 149 мкм, и линейная скорость записи/воспроизведения задана равной 4,9 м/с.
Используемый способ оценки является следующим. Сигнал записывается на и воспроизводится с диска, на поверхность защитного слоя которого наносится жидкость искусственных отпечатков пальцев, и частота ошибок по символам оценивается. Жидкость искусственных отпечатков пальцев изготавливается посредством смешения стандартной пыли, представленной посредством суглинка из провинции Канто, с триолеином и используется в оценке поверхностных свойств защитного слоя.
-3
Эта жидкость искусственных отпечатков пальцев наносится на поверхность защитного слоя с использованием резинового штемпеля посредством переноса с подушечки искусственных отпечатков пальцев. Зона нанесения имеет диаметр приблизительно 10 мм с центром в окрестности радиуса 38 мм на диске. Сигнал записывается на и воспроизводится с диска в пяти позициях на различных расстояниях от центра диска в рамках этой зоны нанесения. SER (частота ошибок по символам) оценивается для сигналов, записанных в каждой позиции. Диски с частотой ошибок, где SER составляет не более 4,2×10, определяются как прошедшие тестирование. Значение частоты ошибок, используемое в качестве эталона для прохождения/непрохождения, является уровнем, при котором существует вероятность того, что информация не может считываться с одного диска из одного миллиона. Предполагается, что оптический носитель записи информации не имеет проблем относительно свойств записи и воспроизведения, если SER не превышает это значение частоты ошибок.
Фиг.11 является графиком, иллюстрирующим взаимосвязь между толщиной защитного слоя и SER. На фиг.11 самые худшие данные (т.е. наибольший SER) выбраны в качестве SER для каждой толщины из результатов оценки, полученных, когда местоположение нанесения отпечатков пальцев чередуется для пяти различных радиусов в каждом диске определенной толщины.
-3
На основе этих результатов следует понимать, что SER не превышает 4,2×10 до тех пор, пока толщина защитного слоя составляет не менее приблизительно 51 мкм. Следовательно, предпочтительно, чтобы толщина tc защитного слоя 107 составляла не менее 51 мкм на диске 115. Кроме того, чем больше толщина tc защитного слоя, тем менее вероятно, что на диск оказывают влияние отпечатки пальцев, нанесенные на поверхность. Таким образом, предпочтительно, чтобы толщина tc защитного слоя была максимально большой.
<4-8. Более специфические значения для толщин каждого слоя>
На основе вышеуказанных результатов, предпочтительно, чтобы толщина t1 первого промежуточного слоя 105 и толщина t2 второго промежуточного слоя 106 составляла не менее 15 мкм и имела диапазон колебаний толщины 6 мкм. Кроме того, предпочтительно, чтобы разность толщин между промежуточными слоями составляла не менее 1 мкм.
Кроме того, предпочтительно, чтобы толщины промежуточных слоев составляли не менее 15 мкм и не более 21 мкм или не менее 22 мкм и не более 28 мкм, чтобы делать защитный слой максимально толстым. Все вышеуказанные условия могут удовлетворяться до тех пор, пока толщины промежуточных слоев находятся в пределах этого диапазона.
Учитывая совместимость с традиционными однослойными дисками Blu-ray и двухслойными дисками Blu-ray, предпочтительно, в трехслойном диске 115, чтобы толщина t3, от поверхности 107a защитного слоя до первого информационного слоя 102, самого дальнего от оптической головки, составляла 100 мкм, а толщина t4, от поверхности 107a до второго информационного слоя 103, составляла 75 мкм. Эти числовые значения идентичны значениям толщин от поверхности защитного слоя до первого информационного слоя и второго информационного слоя в традиционном двухслойном диске. Таким образом, посредством предоставления трехслойного диска с первым информационным слоем и вторым информационным слоем в пределах диапазона, идентичного информационным слоям в двухслойном диске, запись и воспроизведение на и с трехслойного диска может реализовываться посредством традиционного накопителя без необходимости значительных модификаций.
Поэтому предпочтительно, чтобы толщина t1 первого промежуточного слоя 105 составляла 22 мкм≤t1≤28 мкм, а толщина t2 второго промежуточного слоя 106 составляла 15 мкм≤t2≤21 мкм.
<4-9. Диапазон колебаний толщины от поверхности защитного слоя до информационных слоев, толщины промежуточных слоев и толщины защитного слоя>
Авторы изобретения проанализировали степень колебания, допустимую для толщины от поверхности защитного слоя до каждого информационного слоя. Толщина от поверхности защитного слоя до первого информационного слоя, находящегося дальше всего от оптической головки, составляет 100 мкм в традиционных дисках Blu-ray и с однослойной и с двухслойной структурой.
Также предпочтительно, чтобы толщина t3 до первого информационного слоя 102 составляла 100 мкм и в трехслойном диске 115.
Это должно обеспечивать то, что, когда трехслойный диск 115 вставляется в накопитель, информационным слоем, на котором свет фокусируется сначала, является первый информационный слой 102; посредством задания этой толщины, равной толщине, идентичной толщине в однослойном диске и двухслойном диске, такая совместимость обеспечивается.
Кроме того, когда диск вставляется, накопитель выполняет фактические операции фокусировки после первого выполнения коррекции сферической аберрации с использованием модуля коррекции аберрации, так что луч концентрируется более всего в местоположении, которое находится на толщине (глубине) 100 мкм от поверхности диска. Следовательно, если фактическое местоположение первого информационного слоя 102 сдвигается на 100 мкм от местоположения поверхности 107a защитного слоя, когда операции фокусировки начинаются после того, как коррекция аберрации для концентрации луча большей частью на местоположении в 100 мкм выполнена, возникает падение уровня амплитуды сигнала ошибки фокуса, используемого при фокусировке. Как результат, имеется возросшая вероятность того, что операции фокусировки накопителя завершаются ошибкой.
Авторы изобретения проанализировали фактический диапазон, при котором операции для фокусировки на первом информационном слое 102 могут стабильно выполняться посредством сдвига толщины t3, от поверхности 107a защитного слоя до первого информационного слоя 102, на значение больше и меньше 100 мкм. Как результат, проблемы не возникают при фокусировке до тех пор, пока толщина t3 находится в пределах диапазона 100 мкм ±6 мкм. Если толщина составляет не менее ±6 мкм от 100 мкм, уровень сигнала ошибки фокуса падает до значения меньше половины своего уровня, затрудняя стабильное выполнение операций фокусировки.
Относительно второго информационного слоя 103 и третьего информационного слоя 104, при выполнении операций для переключения между информационными слоями, накопитель сначала выполняет коррекцию аберрации согласно толщинам от поверхности 107a защитного слоя до каждого информационного слоя и затем выполняет операции для переключения на каждый информационный слой. При коррекции аберрации центральные значения толщин до каждого информационного слоя используются в качестве толщины до каждого информационного слоя. Следовательно, трудно стабильно выполнять операции фокусировки, если толщины от поверхности защитного слоя также составляют не менее ±6 мкм от требуемого значения для второго информационного слоя и третьего информационного слоя.
Такие значения, предварительно установленные как толщины от поверхности защитного слоя до каждого информационного слоя при коррекции аберрации, называются "требуемыми центральными значениями". Центры диапазонов колебаний толщин каждого промежуточного слоя для соответствия требуемым центральным значениям толщин от поверхности защитного слоя до каждого информационного слоя также называются "требуемыми центральными значениями".
На основе результатов вышеуказанных исследований, предпочтительно, чтобы толщина t1 первого промежуточного слоя 105 составляла 22 мкм≤t1≤28 мкм. Требуемое центральное значение толщины t1 тем самым составляет 25 мкм.
Между тем, предпочтительно, чтобы толщина t2 второго промежуточного слоя 106 составляла 15 мкм≤t2≤21 мкм. Если толщина t2 находится в этом диапазоне, требуемое центральное значение толщины t2 составляет 18 мкм.
Кроме того, предпочтительно, чтобы требуемое центральное значение толщины t3 от поверхности 107a защитного слоя до первого информационного слоя 102 составляло 100 мкм. Если толщина t3 находится в этом диапазоне, требуемое центральное значение толщины tc защитного слоя 107 составляет 57 мкм.
Помимо этого, относительно толщины t3 от поверхности 107a защитного слоя до первого информационного слоя 102, диапазон колебаний ±6 мкм является допустимым для требуемого центрального значения. Таким образом, когда требуемое центральное значение толщины t3 составляет 100 мкм, предпочтительно, чтобы толщина t3 составляла 94 мкм≤t3≤106 мкм.
Кроме того, предпочтительно, чтобы требуемое центральное значение толщины t4 от поверхности 107a защитного слоя до второго информационного слоя 103 составляло 75 мкм. Относительно толщины t4, диапазон колебаний ±6 мкм является допустимым для требуемого центрального значения. Таким образом, предпочтительно, чтобы толщина t4 составляла 69 мкм≤t4≤81 мкм.
Кроме того, предпочтительно, чтобы требуемое центральное значение толщины t5 от поверхности 107a защитного слоя до третьего информационного слоя 104 или, другими словами, толщина tc защитного слоя 107, составляло 57 мкм. Относительно толщины t5, диапазон колебаний ±6 мкм является допустимым для требуемого центрального значения. Таким образом, предпочтительно, чтобы толщина t5 составляла 51 мкм≤t5≤63 мкм.
Если промежуточные слои 105 и 106 и защитный слой 107 попадают в пределы установленных диапазонов толщины, разность толщины между промежуточными слоями и разность толщины между каждым промежуточным слоем и защитным слоем составляет не менее 1 мкм. Возникновение проблем заднего фокуса тем самым предотвращается.
Далее, должен быть пояснен способ, которым толщины от поверхности защитного слоя до каждого из информационных слоев колеблются в трехслойном диске, изготовленном посредством разбиения на первый промежуточный слой, второй промежуточный слой и защитный слой.
В трехслойном диске, даже если требуемое центральное значение толщины от поверхности защитного слоя до информационного слоя, самого дальнего от него, задано равным 100 мкм, таким же образом, как полимерные слои в однослойных и двухслойных дисках, диапазон колебаний толщины по всей поверхности носителя увеличивается наряду с числом слоев. Это обусловлено тем, что промежуточные слои и защитный слой изготавливаются по отдельности, и таким образом колебание толщины для каждого слоя накапливается по мере того, как число слоев возрастает.
Между тем способ, которым толщины от поверхности защитного слоя до каждого информационного слоя изменяются относительно толщины крайней внутренней части носителя, является чрезвычайно важным. Причина этого заключается в следующем.
Когда диск вставляется в накопитель, накопитель сначала считывает управляющую информацию, записанную на крайнюю внутреннюю часть диска (пространство от радиуса 23-24 мм). Тогда, накопитель осуществляет оптимальную коррекцию сферической аберрации, регулирования смещения фокуса и т.д. в пределах зоны от радиуса 23-24 мм и затем записывает в и/или воспроизводит из других местоположений диска (в частности, зоны записи данных). В это время, если толщины от поверхности защитного слоя до каждого из информационных слоев в зонах за пределами радиуса 24 мм очень отличаются от толщин от поверхности защитного слоя до каждого из информационных слоев в зоне в пределах радиуса 23-24 мм, луч точно не фокусируется, и таким образом на точность записи или воспроизведения оказывается значительное влияние. Поэтому важно, относительно колебаний толщин от поверхности защитного слоя до каждого из информационных слоев, какое отклонение от средних значений толщин от поверхности защитного слоя до каждого из информационных слоев в зоне в пределах радиуса 23-24 мм на диске допустимо.
Как упомянуто ранее, относительно трехслойных дисков, имеется потребность увеличивать емкость записи одного информационного слоя до емкости, превышающей емкость традиционных двухслойных дисков. Также имеется потребность обеспечивать использование таких трехслойных дисков в традиционных накопителях для двуслойных дисков без существенного изменения их конфигурации, такой как механизм отслеживания. Соответственно, задание линейной плотности в направлении, в котором лазерное излучение, используемое при записи или воспроизведении, движется, как в 1,3 раза превышающей традиционную плотность, предложено для того, чтобы увеличивать емкость каждого информационного слоя.
Когда линейная плотность равна приблизительно 1,3 раза, длина метки для сигнальных меток становится на 25% меньше традиционной длины метки, как упомянуто выше. Когда длина метки уменьшается, характеристика концентрации луча оказывает намного большее влияние на точность, с которой сигналы записываются или воспроизводятся. В частности, короткие метки, такие как самая короткая метка, имеют размер, который находится в районе оптического предела для записи или воспроизведения посредством оптической головки, и таким образом, если характеристика концентрации луча падает вследствие колебаний толщины, то качество сигнала также существенно падает. Поэтому, в трехслойном диске необходимо управлять изменчивостью толщины всех других зон относительно среднего значения толщины зоны от радиуса 23-24 мм с намного более высокой точностью, чем в традиционных двухслойных дисках.
Относительно изменчивости толщины в традиционном двухслойном диске, изменчивость ±2 мкм для читаемого/перезаписываемого носителя и изменчивость ±3 мкм для неперезаписываемого носителя является допустимой относительно среднего значения толщины от радиуса 23-24 мм.
Как упомянуто ранее, промежуточные слои и защитный слой изготавливаются по отдельности, и таким образом разности в распределениях колебания толщин в рамках поверхностей накапливаются по мере того, как слои добавляются. Другими словами, чем больше число полимерных слоев (промежуточных слоев и защитный слой), которые наслаиваются, тем больше становится колебание толщины в рамках поверхности носителя. С учетом точности управления колебаниями толщины в традиционном двухслойном диске, колебание толщины приблизительно 3,5 мкм оценивается для увеличения одного промежуточного слоя и результирующей суммы трех полимерных слоев. Другими словами, диапазон изменчивости толщины может рассматриваться как составляющий приблизительно ±3,5 мкм.
Тем не менее задание значений относительно сферической аберрации оптимизированы в пределах диапазона от радиуса 23-24 мм на диске, как упомянуто ранее. Таким образом, высокая степень сферической аберрации возникает в позициях диска, в которых толщина смещена на 3,5 мкм от толщин в этом диапазоне. Эта высокая степень сферической аберрации вызывает предельное снижение качества записи и воспроизведения.
Фиг.10 показывает результаты вычисления компонентов аберрации, которые возникают вследствие колебаний толщины.
Как показано на фиг.10, ожидается ухудшение аберрации в степени приблизительно 32 mλ, когда колебание толщины достигает ±3,5 мкм. Когда это ухудшение на 32 mλ в аберрации возникает, допустимый запас регулирования, с которым накопитель может записывать или воспроизводить, потребляется в значительной степени, делая невозможным реализацию системы записи и воспроизведения. Таким образом, предпочтительно ограничивать ухудшение аберрации, по меньшей мере, приблизительно до 25 mλ, чтобы накопитель стабильно выполнял запись и воспроизведение. Другими словами, предпочтительно, чтобы диапазон колебания толщины составлял не более ±3 мкм.
Тем не менее, хотя предпочтительно строго управлять диапазоном колебаний толщины таким образом, также предпочтительно использовать способ изготовления для традиционного двухслойного диска в максимально возможной степени в качестве способа изготовления для настоящего диска. Другими словами, имеется потребность в подавлении колебаний толщины рамками заранее определенного диапазона посредством совершенствования системы изготовления полимерных слоев при традиционных способах изготовления.
Авторы изобретения, таким образом, реализовали более строгое управление вязкостью смолы с отверждением ультрафиолетовым излучением для формирования полимерных слоев и более строгое управление температурой устройства нанесения покрытия, чем реализуется при изготовлении традиционного двухслойного носителя. Авторы изобретения также ограничили колебание толщины окружности за пределами радиуса 50 мм, где колебания, в частности, возникают посредством оптимизации программы для процесса нанесения покрытия. Как результат, авторы изобретения преуспели в достижении требуемых значений для колебания толщины в трехслойном носителе.
Фиг.6 иллюстрирует результаты изготовления 150 трехслойных дисков и измерения диапазона колебаний толщин от поверхности защитного слоя до каждого информационного слоя по всему носителю относительно среднего значения толщины в зоне от радиуса 23-24 мм.
Для каждого изготовленного диска значение толщины, которое в наибольшей степени сдвинуто от среднего значения толщины в радиусе от 23 мм до 24 мм, берется из числа толщин от поверхности защитного слоя до каждого информационного слоя, и это значение используется в качестве значения изменчивости толщины. В трехслойном диске, три полимерных слоя, или первый промежуточный слой, второй промежуточный слой и защитный слой, присутствуют между первым информационным слоем и поверхностью защитного слоя. Другими словами, больше слоев присутствует между поверхностью защитного слоя и первым информационным слоем, чем между поверхностью защитного слоя и вторым информационным слоем и чем между поверхностью защитного слоя и третьим информационным слоем. Например, два полимерных слоя, или второй промежуточный слой и защитный слой, присутствуют между поверхностью защитного слоя и вторым информационным слоем. Помимо этого, толщина от поверхности защитного слоя до третьего информационного слоя эквивалентна толщине самого защитного слоя. Следовательно, колебание толщины от поверхности защитного слоя до первого информационного слоя имеет тенденцию превышать колебание толщин до других информационных слоев.
Тем не менее, как показано на фиг.6, колебание толщины от поверхности защитного слоя до первого информационного слоя находится в пределах диапазона колебаний ±3 мкм при использовании средней толщины в зоне от радиуса 23-24 мм в качестве эталона.
Сигнал записывается на и воспроизводится из первого информационного слоя трехслойных дисков, которые фактически изготавливаются и которые имеют сравнительно большие колебания толщины (колебания ±3 мкм), и качество сигнала оценивается.
Более конкретно, сигнал записывается и воспроизводится на линейной скорости 7,36 м/с с использованием устройства записи и воспроизведения, содержащего оптическую головку, имеющую длину волны 405 нм, и объектив с NA 0,85. Устройство записи и воспроизведения выполняет распознавание и коррекцию аберрации согласно толщинам слоев в зоне от радиуса 23-24 мм. Устройство записи и воспроизведения записывает сигнал на диск от радиуса 24 мм до крайней внешней зоны при одновременном хранении результатов распознавания и коррекции аберрации. После этого устройство записи и воспроизведения воспроизводит записанный сигнал. Предпочтительное качество сигнала подтверждается во всех зонах как результат. На основе этого результата следует понимать, что колебание толщины от поверхности защитного слоя до информационного слоя в рамках ±3 мкм на поверхности носителя относительно среднего значения толщины в зоне от радиуса 23-24 мм не имеет значительного влияния на свойства записи и воспроизведения.
Между тем, как показано на фиг.6, диапазоны колебаний толщин от поверхности защитного слоя до второго информационного слоя и от поверхности защитного слоя до третьего информационного слоя поддерживаются ниже диапазона колебаний толщины от поверхности защитного слоя до первого информационного слоя. Следует отметить, что диапазоны колебаний толщин от поверхности защитного слоя до второго информационного слоя и от поверхности защитного слоя до третьего информационного слоя составляют не более ±3 мкм по сравнению со средним значением толщины в зоне от радиуса 23-24 мм. Кроме того, сигнал записывается на и воспроизводится из второго и третьего информационных слоев, и предпочтительные результаты получаются.
Следует отметить, что в данном эксперименте качество сигнала оценивается для емкости одной поверхности 33,4 Гбайт. Тем не менее высококачественная запись и воспроизведение сигнала реализуется при емкостях одной поверхности менее 33,4 Гбайт, к примеру, 32 Гбайт или более, через аналогичное управление толщиной. Кроме того, плотности записи могут быть одинаковыми во всех информационных слоях, или плотность записи одного из информационных слоев может отличаться от плотностей записи других информационных слоев. Альтернативно, плотности записи всех информационных слоев могут отличаться друг от друга.
5. Главные параметры
Диск Blu-ray (BD) или оптический диск другого стандарта являются примерами носителей записи, к которым может применяться настоящее изобретение. Описания, касающиеся BD, должны быть приведены в дальнейшем. BD включают в себя, в зависимости от свойств пленки для записи, BD-ROM, которые являются типами только для чтения, BD-R, которые являются неперезаписываемыми типами, и BD-RE, которые являются перезаписываемыми типами. Настоящее изобретение может применяться к любому из типов ROM (только для чтения), R (неперезаписываемый) и RE (перезаписываемый) BD или оптических дисков других стандартов. Основные оптические константы и физические форматы дисков Blu-ray раскрыты в "Blu-ray Disk Reader" (Ohmsha), официальном документе, расположенном на веб-узле Blu-ray Association (http://www.blu-raydisc.com/) и т.д.
Лазерное излучение, имеющее длину волны приблизительно 405 нм (400-410 нм, если допустимый диапазон ошибки для базисного значения 405 нм составляет ±5 нм), и объектив, имеющий числовую апертуру (NA) приблизительно 0,85, используются при записи и воспроизведении сигналов на и с BD. Диапазон NA объектива задается равным 0,84-0,86, когда диапазон ошибки в ±0,01 относительно базисного значения 0,85 является допустимым.
Шаг дорожек в BD составляет приблизительно 0,32 мкм. Шаг дорожек задается равным диапазону 0,310-0,330 мкм, когда диапазон ошибки в ±0,010 мкм относительно базового значения шага дорожек в 0,320 мкм является допустимым. В традиционных BD предоставляются один или два информационных слоя. Поверхности для записи информационных слоев конфигурируются как имеющие один или два слоя на одной поверхности при просмотре со стороны поступления лазерного излучения. В BD расстояние от поверхности защитного слоя до поверхности для записи составляет 75-100 мкм.
Модуляция 17PP используется в качестве технологии модуляции для записанного сигнала. Длина метки для самой короткой записанной метки (метки 2T: T - это цикл опорного блока (опорный цикл для модуляции при записи метки с использованием заранее определенной технологии модуляции)) равна 0,149 мкм (или 0,138 мкм) (длина канального бита: T равна 74,50 нм (или 69,00 нм)). Емкость записи составляет 25 Гбайт для одного слоя на одной поверхности (или 27 Гбайт) (и более конкретно, 25,025 Гбайт (или 27,020 Гбайт)) и 50 Гбайт для двух слоев на сигнальной поверхности (или 54 Гбайт) (более конкретно, 50,050 Гбайт (или 54,040 Гбайт)).
Тактовая частота канала составляет 66 МГц (скорость передачи в канальных битах 66,000 Мбит/с) при обычной скорости передачи (BD1x), 264 МГц (скорость передачи в канальных битах 264,000 Мбит/с) при скорости передачи 4x (BD4x), 396 МГц (скорость передачи в канальных битах 396,000 Мбит/с) при скорости передачи 6x (BD6x) и 528 МГц (скорость передачи в канальных битах 528,000 Мбит/с) при скорости передачи 8x (BD8x).
Стандартная линейная скорость (стандартная линейная скорость, 1x) составляет 4,917 м/сек (или 4,554 м/сек). Линейные скорости для 2x, 4x, 6x и 8x составляют 9,834 м/сек, 19,668 м/сек, 29,502 м/сек и 39,336 м/сек, соответственно. В общем, линейная скорость, которая превышает стандартную линейную скорость, является положительным целым кратным для стандартной линейной скорости, но она не ограничена целыми числами, и скорость может быть положительным кратным в форме вещественного числа. Кроме того, скорости, меньшие стандартной линейной скорости, к примеру, 0,5x, могут использоваться.
Хотя вышеприведенные описания относятся главным образом к одно- или двухслойным BD с емкостью 25 Гбайт (или 27 Гбайт) в расчете на слой, которые уже реализуются на рынке, следует отметить, что BD высокой плотности, имеющие емкости записи приблизительно 32 Гбайт или 33,4 Гбайт в расчете на слой, BD, имеющие три или четыре слоя и т.д., также исследуются в качестве способов для того, чтобы реализовывать еще более высокую емкость. Последующие описания относятся к таким BD.
6. Относительно нескольких слоев
В одностороннем диске, на и из которого информация записывается и/или воспроизводится посредством лазерного излучения, поступающего со стороны защитного слоя, несколько информационных слоев предоставляются между подложкой и защитным слоем в случае, если два или более информационных слоев присутствуют. Пример структуры такого многослойного диска проиллюстрирован на фиг.18.
Диск 510, проиллюстрированный на фиг.18, имеет (j+1) информационных слоев 502 (где j - это целое число не меньше 0). Чтобы описывать структуру диска 510 подробнее, диск 510 имеет слой с покрытием (защитный слой) 501, (j+1) информационных слоев (слои Lj-L0) 502 и подложку 500, наслоенные в этом порядке от поверхности на стороне, из которой поступает лазерное излучение 505. Кроме того, промежуточные слои 503, которые выступают в качестве оптических буферов, вставляются между каждым из (j+1) информационных слоев 502. Другими словами, относительно информационных слоев 502, базовый слой (L0) предоставляется в позиции, самой дальней от поверхности поступления света, с заранее определенной величиной промежутка между ними (т.е. позиции, самой дальней из источника света), и информационные слои (L1, L2 и т.д. до Lj) наслаиваются в порядке от базового слоя (L0) к поверхности поступления света, чтобы увеличивать число слоев. "Поверхность поступления света" может быть перефразирована как "поверхность защитного слоя".
Здесь, по сравнению с однослойным диском, расстояние t51 от поверхности поступления света до базового слоя L0 в многослойном диске 510 может быть приблизительно идентичным расстоянию от поверхности поступления света до информационного слоя в однослойном диске (например, приблизительно 0,1 мм). Независимо от числа слоев, задание расстояния до самого глубокого слоя (самого дальнего слоя), равным постоянному значению (другими словами, с использованием расстояния, которое является приблизительно таким же, как расстояние на однослойном диске), таким образом позволяет поддерживать совместимость относительно осуществления доступа к базовому слою, независимо от того, содержит носитель один слой или несколько слоев. Кроме того, можно подавлять увеличение влияния наклона, вызываемого посредством увеличения числа слоев. Увеличение влияния наклона может подавляться, поскольку, хотя самый глубокий слой подвергается наибольшему влиянию наклона, расстояние до самого глубокого слоя задается равным приблизительно такому же расстоянию, как в однослойном диске, и как результат, расстояние до самого глубокого слоя не увеличивается, даже когда число слоев увеличивается.
Помимо этого, направление, в котором идет пятно (направление воспроизведения), может быть параллельным трактом или противоположным трактом.
При параллельном тракте направление воспроизведения является одинаковым для всех слоев. Другими словами, пятно идет от внутренней стороны к внешней стороне во всех слоях или от внешней стороны к внутренней стороне во всех слоях.
Тем не менее, при противоположным тракте, направление воспроизведения является противоположным между одним слоем и слоем, смежным с ним. Другими словами, если направление воспроизведения базового слоя (L0) идет от внутренней стороны к внешней стороне, направление воспроизведения информационного слоя L1 идет от внешней стороны к внутренней стороне, а направление воспроизведения информационного слоя L2 снова идет от внутренней стороны к внешней стороне. Другими словами, направление воспроизведения идет от внутренней стороны к внешней стороне для Lm (где m - это 0 и четные числа) и идет от внешней стороны к внутренней стороне для L(m+1), или направление воспроизведения идет от внешней стороны к внутренней стороне для Lm (где m - это 0 и четные числа) и идет от внутренней стороны к внешней стороне для L(m+1).
Толщина защитного слоя (слоя с покрытием) задается так, чтобы становиться тоньше по мере того, как фокусное расстояние уменьшается, за счет увеличения числовой апертуры NA, или чтобы подавлять влияние искажения пятна, вызываемого посредством наклона. Числовая апертура NA для BD равна приблизительно 0,85, в отличие от 0,45 для CD и 0,65 для DVD. Например, если полная толщина носителя записи составляет приблизительно 1,2 мм, толщина защитного слоя может составлять 10-200 мкм. Более конкретно, на подложке приблизительно 1,1 мм, прозрачный защитный слой приблизительно 0,1 мм может предоставляться для однослойного диска и защитный слой приблизительно 0,075 мм и промежуточный слой приблизительно 0,025 мм может предоставляться для двухслойного диска. Если диск имеет три или более слоев, защитный слой и/или промежуточные слои даже тоньше.
7. Примерные структуры одно-четырехслойных дисков
Фиг.19 иллюстрирует примерную структуру однослойного диска; фиг.20 иллюстрирует примерную структуру двухслойного диска; фиг.21 иллюстрирует примерную структуру трехслойного диска; и фиг.22 иллюстрирует примерную структуру четырехслойного диска.
В дисках 511-514, показанных на фиг.19-22, соответственно, толщина (расстояние) от поверхности поступления света до базового слоя L0 является константой независимо от числа информационных слоев.
Полные толщины диска составляют приблизительно 1,2 мм для всех дисков 511-514. Следует отметить, что предпочтительно, чтобы полные толщины дисков составляли не более 1,40 мм в случае, когда диски 511-514 должны включать в себя другие структуры, такие как напечатанные метки.
Между тем толщина подложки 500 составляет приблизительно 1,1 мм, а расстояние от поверхности поступления света до базового слоя L0 составляет приблизительно 0,1 мм во всех дисках 511-514. В однослойном диске, показанном на фиг.19 (где j=0 на фиг.18), толщина слоя 5011 с покрытием составляет приблизительно 0,1 мм. Между тем в двухслойном диске, показанном на фиг.20 (где j=1 на фиг.18), толщина слоя 5012 с покрытием составляет приблизительно 0,075 мм, а толщина промежуточного слоя 5302 составляет приблизительно 0,025 мм. Между тем в трехслойном диске, показанном на фиг.21 (где j=2 на фиг.18), и в четырехслойном диске, показанном на фиг.22 (где j=3 на фиг.18), толщины слоев являются такими, как описано выше.
8. Другие структуры дисков
<8-1. Емкость записи>
Диски, описанные выше, могут иметь физическую структуру, проиллюстрированную на фиг.23. Как показано на фиг.23, несколько дорожек 232 формируются на диске 231 в форме диска с формой, которая является, например, последовательностью концентрических окружностей, спиральной формой и т.п. Несколько секторов в малых делениях формируются в каждой дорожке 232. Следует отметить, что данные записываются в каждую дорожку 232 с помощью блоков 233, которые имеют заранее определенные размеры, в качестве единицы для записи; это должно быть пояснено ниже.
Диск 231 имеет емкость записи в расчете на информационный слой, которая увеличена за пределы традиционных оптических дисков (например, BD на 25 Гбайт). Увеличенная емкость записи реализуется посредством повышения линейной плотности записи и реализуется, например, посредством сокращения длины меток для меток записи, записанных на оптический диск. Здесь, "повышение линейной плотности записи" означает сокращение длины канального бита. "Канальный бит" - это длина, соответствующая циклу T опорного тактового сигнала (опорного цикла T для модуляции при записи метки с использованием заранее определенной технологии модуляции).
Следует отметить, что диск 231 может иметь несколько слоев. Тем не менее, в дальнейшем в этом документе, диск должен поясняться как имеющий только один информационный слой, чтобы упрощать описания.
На диске, имеющем несколько информационных слоев, когда ширина идентична для дорожек, предусмотренных в каждом информационном слое, линейная плотность записи может задаваться различной для разных слоев посредством использования различных длин метки в каждом слое, но использования идентичных длин метки в рамках одного слоя.
Дорожки 232 разделяются на блоки каждые 64 кбайт (килобайт), что является единицей для записи данных. Значения адресов блоков назначаются блокам по порядку. Каждый блок разделяется на субблоки заранее определенных длин, и один блок состоит из трех субблоков. Номера субблоков от 0 до 2 назначаются каждому субблоку по порядку.
<8-2. Плотность записи>
Далее, плотность записи описывается с использованием фиг.24-28.
Фиг.24 иллюстрирует BD 124, выступающий в качестве примера BD на 25 Гбайт. Устройство записи и воспроизведения BD, показанное на фиг.24, имеет лазер 123 с длиной волны 405 нм и объектив 220 с числовой апертурой NA 0,85.
Аналогично DVD, данные записываются на BD как цепочка меток, вытекающих из физических изменений, на дорожках 232 оптического диска. Цепочки меток в BD 124 содержат метки, имеющие номера "120" и "121", добавленные к ним. Метка в этой цепочке меток с самой короткой длиной называется "самой короткой меткой". На фиг.24 метка 121 является самой короткой меткой.
В BD 124 емкость записи составляет 25 Гбайт, и физическая длина самой короткой метки 121 составляет 0,149 мкм. Длина самой короткой метки эквивалентна приблизительно 1/2,7 длины самой короткой метки в DVD. Длина самой короткой метки находится около предела характеристики оптического разрешения, которая является пределом для идентификации меток записи посредством светового луча, даже если параметры длины волны (405 нм) и параметры NA (0,85) в оптической системе изменяются, и характеристика разрешения лазера увеличивается.
Фиг.26 иллюстрирует состояние, в котором лазерный луч излучается на цепочку меток, записанную на дорожку. В BD, установленные параметры оптической системы приводят к лазерному пятну 30 приблизительно в 0,39 мкм. Если линейная плотность записи увеличивается без изменения структуры оптической системы, метки записи становятся меньше относительно диаметра пятна для лазерного пятна 30, что приводит к ухудшению характеристики разрешения воспроизведения.
Например, фиг.25 иллюстрирует пример BD, плотность записи которого превышает плотность записи BD на 25 Гбайт. Устройство записи и воспроизведения для этого BD имеет лазер 123 с длиной волны 405 нм и объектив 220 с NA 0,85. Для цепочек меток 126 и 127 в этом диске, физическая длина самой короткой метки 127 составляет 0,1115 мкм. По сравнению с фиг.25, конфигурация, показанная на фиг.25, имеет такой же диаметр пятна приблизительно в 0,39 мкм; тем не менее метки записи являются относительно меньшими, и интервал между метками также является меньшим, что приводит к плохой характеристике разрешения воспроизведения.
Амплитуда воспроизводимого сигнала, когда метки записи воспроизводятся посредством лазерного луча, понижается по мере того, как метки записи становятся короче, и становится нулем при пределе характеристики оптического разрешения. Инверсия цикла метки записи называется "пространственной частотой", а взаимосвязь между пространственной частотой и амплитудой сигнала называется OTF (оптическая передаточная функция). Амплитуда сигнала падает практически линейным способом по мере того, как пространственная частота возрастает. Граничная частота для воспроизведения, когда амплитуда сигнала достигает нуля, называется OTF-отсечкой.
Фиг.27 является графиком, иллюстрирующим взаимосвязь между OTF и самой короткой меткой записи с емкостью записи 25 Гбайт. Пространственная частота самой короткой метки в BD составляет приблизительно 80% от OTF-отсечки, что находится близко к OTF-отсечке. Можно также заметить, что амплитуда воспроизводимого сигнала самой короткой метки составляет приблизительно 10% от максимальной обнаруживаемой амплитуды, что является чрезвычайно низким значением. Емкость записи BD, когда пространственная частота самой короткой метки BD находится очень близко к OTF-отсечке, или другими словами, когда амплитуда воспроизведения практически отсутствует, составляет приблизительно 31 Гбайт. Когда частота воспроизводимого сигнала самой короткой метки находится около частоты OTF-отсечки или является частотой, превышающей частоту OTF-отсечки, частота достигает или превышает предел характеристики разрешения лазера, что приводит к снижению амплитуды воспроизведения воспроизводимого сигнала и тем самым вызывает очень существенное ухудшение SN-отношения.
Поэтому линейная плотность записи диска 125 с высокой плотностью записи, показанного на фиг.25, может предполагаться от случая, где частота самой короткой метки воспроизводимого сигнала находится около частоты OTF-отсечки, до случая, где частота самой короткой метки воспроизводимого сигнала превышает или равна частоте OTF-отсечки.
Следует отметить, что "случай, где частота самой короткой метки находится около частоты OTF-отсечки", включает в себя случай, где частота самой короткой метки не превышает частоту OTF-отсечки, но и не значительно ниже частоты OTF-отсечки.
Фиг.28 является графиком, иллюстрирующим пример взаимосвязи между амплитудой сигнала и пространственной частотой, когда пространственная частота самой короткой метки (2T) превышает частоту OTF-отсечки, а воспроизводимый сигнал 2T имеет амплитуду 0. На фиг.28, пространственная частота длины самой короткой метки 2T в 1,12 раз превышает частоту OTF-отсечки.
<8-3. Длина волны, числовая апертура и длина метки>
Взаимосвязь между длиной волны, числовой апертурой и длиной метки/длиной промежутка на диске с высокой плотностью записи следующая.
Когда длина самой короткой метки принимает значение TM нм, и длина самого короткого промежутка принимает значение TS нм, и (длина самой короткой метки + длина самого короткого промежутка) выражается как "P", P равно (TM+TS) нм. При модуляции 17, P=2T+2T=4T. Когда три параметра или длина волны излучения лазера λ (405 нм ±5 нм, или другими словами, 400-410 нм), числовая апертура NA (0,85 ±0,01, или другими словами, 0,84-0,86) и самая короткая метка + длина самого короткого промежутка P (при модуляции 17, самая короткая длина, если 2T, так что P=2T+2T=4T) используются, и опорный уровень T является небольшим до степени, в которой справедливо следующее:
P≤λ/2NA, пространственная частота самой короткой метки не меньше частоты OTF-отсечки.
Опорный уровень T, соответствующий частоте OTF-отсечки, когда NA=0,85 и λ=405, следующий:
T=405/(2 ч 0,85)/4=59,558 нм.
Следует отметить, что, наоборот, когда P>λ/2NA, пространственная частота самой короткой метки меньше частоты OTF-отсечки.
Таким образом, SN-отношение ухудшается вследствие предела характеристики оптического разрешения, просто вследствие увеличения линейной плотности записи. Следовательно, имеются случаи, когда ухудшение SN-отношения вследствие разбиения на несколько информационных слоев недопустимо с точки зрения системной маржи. Ухудшение SN-отношения, в частности, отмечается от момента, когда частота самой короткой метки превышает частоту OTF-отсечки, как описано выше.
Хотя выше поясняются плотности записи посредством сравнения частоты воспроизводимого сигнала самой короткой метки с частотой OTF-отсечки, следует отметить, что по мере того как дополнительные высокие плотности разрабатываются, плотности записи (линейные плотности записи, емкости записи), соответствующие им, могут задаваться с использованием взаимосвязи между частотой воспроизводимого сигнала следующей самой короткой метки (или следующей-следующей самой короткой метки (или метки записи вне следующей самой короткой метки)) и частотой OTF-отсечки на основе принципов, идентичных описанным выше.
<8-4. Плотность записи и число слоев>
Конкретная емкость записи в расчете на слой в BD, подходящем для устройства записи и воспроизведения, имеющего такие технические характеристики, как длина волны в 405 нм и NA в 0,85, когда пространственная частота самой короткой метки находится около частоты OTF-отсечки, предположительно может быть, например, следующей: приблизительно 29 Гбайт (например, 29,0 Гбайт ±0,5 Гбайт или 29 Гбайт ±1 Гбайт) или более или приблизительно 30 Гбайт (например, 30,0 Гбайт ±0,5 Гбайт или 30 Гбайт ±1 Гбайт), или более или приблизительно 31 Гбайт (например, 31,0 Гбайт ±0,5 Гбайт или 31 Гбайт ±1 Гбайт), или более или приблизительно 32 Гбайт (например, 32,0 Гбайт ±0,5 Гбайт или 32 Гбайт ±1 Гбайт), или более.
Кроме того, емкость записи в расчете на слой, когда пространственная частота самой короткой метки превышает или равна частоте OTF-отсечки, предположительно может быть, например, следующей: приблизительно 32 Гбайт (например, 32,0 Гбайт ±0,5 Гбайт или 32 Гбайт ±1 Гбайт) или более или приблизительно 33 Гбайт (например, 33,0 Гбайт ±0,5 Гбайт или 33 Гбайт ±1 Гбайт), или более или приблизительно 33,3 Гбайт (например, 33,3 Гбайт ±0,5 Гбайт или 33,3 Гбайт ±1 Гбайт), или более или приблизительно 33,4 Гбайт (например, 33,4 Гбайт ±0,5 Гбайт или 33,4 Гбайт ±1 Гбайт), или более или приблизительно 34 Гбайт (например, 34,0 Гбайт ±0,5 Гбайт или 34 Гбайт ±1 Гбайт), или более или приблизительно 35 Гбайт (например, 35,0 Гбайт ±0,5 Гбайт или 35 Гбайт ±1 Гбайт), или более.
В частности, когда плотность записи составляет приблизительно 33,3 Гбайт, емкость записи приблизительно 100 Гбайт (99,9 Гбайт) может быть реализована с использованием трех слоев, а когда плотность записи составляет приблизительно 33,4 Гбайт, емкость записи больше 100 Гбайт (100,2 Гбайт) может быть реализована с использованием трех слоев. Это приблизительно такая же емкость записи, как для четырехслойной структуры для BD на 25 Гбайт. Например, когда плотность записи составляет 33 Гбайт, разность между 33×3=99 Гбайт и 100 Гбайт составляет 1 Гбайт (менее 1 Гбайт); когда плотность записи составляет 34 Гбайт, разность между 34×3=102 Гбайт и 100 Гбайт составляет 2 Гбайт (менее 2 Гбайт); когда плотность записи составляет 33,3 Гбайт, разность между 33,3×3=99,9 Гбайт и 100 Гбайт составляет 0,1 Гбайт (менее 0,1 Гбайт); и когда плотность записи составляет 33,4 Гбайт, разность между 33,4×3=100,2 Гбайт и 100 Гбайт составляет 0,2 Гбайт (менее 0,2 Гбайт).
Следует отметить, что увеличение плотности в значительной степени затрудняет точное воспроизведение вследствие влияния свойств воспроизведения самой короткой метки, как пояснено выше.
Соответственно, приблизительно 33,4 Гбайт является реалистичным в качестве плотности записи, которая не увеличивает плотность записи в значительной степени, но при этом реализует плотность записи 100 Гбайт или более.
Вопрос здесь заключается в том, структурировать диск как четырехслойный диск с 25 Гбайт в расчете на слой или как трехслойный диск с 33-34 Гбайт в расчете на слой.
Разбиение на несколько слоев сопровождается понижением амплитуды воспроизводимого сигнала в каждом слое (ухудшением SN-отношения), влиянием многослойного рассеянного света (сигналов от смежных информационных слоев) и т.д. Поэтому диск, имеющий меньшее число слоев, или другими словами, три слоя на 33-34 Гбайт, может подавлять влияние такого рассеянного света в максимально возможной степени при одновременной реализации емкости записи приблизительно в 100 Гбайт более легко, чем диск, имеющий четыре слоя на 25 Гбайт.
Поэтому изготовители диска, которые хотят реализовывать приблизительно 100 Гбайт при разбиении на минимально возможное число слоев, вероятно, выбирают три слоя по 33-34 Гбайт. Между тем изготовители диска, которые хотят реализовывать приблизительно 100 Гбайт с использованием традиционного формата (плотность записи 25 Гбайт), вероятно, выбирают четыре слоя по 25 Гбайт. Таким образом, изготовители с различными целями могут достигать этих целей с использованием указанных различных структур. Реализация трех и четырех слоев в дисках тем самым добавляет элемент свободы к конструированию диска.
Между тем, если плотность записи составляет 30-32 Гбайт, полная емкость записи трехслойного диска составляет 90-96 Гбайт и таким образом не достигает 100 Гбайт. Тем не менее четырехслойный диск реализует емкость более чем 120 Гбайт. Диск, имеющий четыре слоя, плотности записи которых составляют 32 Гбайт, предоставляет реализацию емкости записи приблизительно в 128 Гбайт. Число 128 - это числовое значение, которое совпадает со степенью 2 (2 в 7-ой степени), что удобно с точки зрения компьютерной обработки. Когда трехслойный диск, имеющий плотность записи, которая реализует приблизительно 100 Гбайт, сравнивается с таким четырехслойным диском, свойства воспроизведения, требуемые для самой короткой метки в четырехслойном диске, являются менее строгими, чем свойства воспроизведения, требуемые для самой короткой метки в трехслойном диске.
Соответственно, при увеличении плотности записи, диски, имеющие несколько слоев плотностей записи, отличающихся друг от друга (например, приблизительно 32 Гбайт и приблизительно 33,4 Гбайт), предоставляют изготовителям дисков элемент свободы с точки зрения конструирования. Другими словами, комбинация нескольких типов плотностей записи и числа слоев реализует эту свободу конструирования. Например, изготовители, которые хотят подавлять влияние разбиения на несколько слоев при одновременном достижении больших емкостей, могут выбирать трехслойный диск приблизительно в 100 Гбайт, созданный из трех слоев в 33-34 Гбайт. С другой стороны, изготовители, которые хотят подавлять влияние свойств воспроизведения при одновременном достижении больших емкостей, могут выбирать четырехслойный диск приблизительно в 120 Гбайт или более, созданный из четырех слоев 30-32 Гбайт.
9. Другие варианты осуществления
Диаметр и толщина всего оптического носителя записи информации, толщины и материалы каждого слоя, присутствующего в оптическом носителе записи информации, способ его изготовления и т.д. не ограничены конкретными описаниями, предоставленными выше, и могут изменяться.
Например, вышеуказанные структуры могут применяться к различным типам носителей записи, таким как только для чтения, неперезаписываемый, перезаписываемый и т.д. Кроме того, хотя вышеприведенные описания ориентированы главным образом на трех- или четырехслойные диски, структуры, поясненные выше, также могут применяться в оптических носителях записи информации, имеющих пять или более информационных слоев. Другими словами, в оптическом носителе записи информации может быть предусмотрено n информационных слоев (где n - это целое число, большее или равное 3).
Иначе говоря, оптический носитель записи информации может быть сконфигурирован так, как описано в вариантах осуществления 1-7 и 9-12, приведенных ниже.
Кроме того, устройство записи и воспроизведения не ограничено конкретной конфигурацией, описанной выше. Например, источник лазерного излучения может заменяться другим источником света, и длина волны света, испускаемого посредством источника света, числовая апертура объектива и т.д. не ограничены какими-либо конкретными числовыми значениями. Например, устройство записи и воспроизведения может осуществляться через следующий вариант осуществления 8.
1. Оптический носитель записи информации в форме диска, содержащий:
- подложку;
- первый-n-ный информационные слои, нанесенные на подложку (где n - это целое число, равное 3 или более);
- k-тые промежуточные слои, предусмотренные между k-тым информационным слоем и (k+1)-вым информационным слоем (где k=1, 2 и т.д. до n-1); и
- защитный слой, предусмотренный на n-ном информационном слое,
- в котором диапазон колебаний толщин от поверхности защитного слоя до каждого из информационных слоев не превышает ±3 мкм относительно среднего значения толщин в пределах диапазона от радиуса 23-24 мм от центра оптического носителя записи информации.
2. Оптический носитель записи информации по варианту осуществления 1,
- при этом оптический носитель записи информации включает в себя зону, из которой информация может быть воспроизведена с использованием света; и
- разность между толщинами каждого из промежуточных слоев и толщиной защитного слоя составляет не менее 1 мкм во всех местоположениях в области.
3. Оптический носитель записи информации по варианту осуществления 1 или 2,
- при этом оптический носитель записи информации включает в себя область, из которой информация может быть воспроизведена с использованием света; и
- разность между суммой толщин первого-n-ного промежуточных слоев и толщиной защитного слоя составляет не менее 1 мкм во всех местоположениях в области.
4. Оптический носитель записи информации по одному из вариантов осуществления 1-3,
- в котором толщина первого промежуточного слоя составляет не менее 22 мкм и не более 28 мкм; и
- толщина второго промежуточного слоя составляет не менее 15 мкм и не более 21 мкм.
5. Оптический носитель записи информации по одному из вариантов осуществления 1-4,
- в котором толщина от поверхности защитного слоя до первого информационного слоя составляет не менее 94 мкм и не более 106 мкм.
6. Оптический носитель записи информации по одному из вариантов осуществления 1-5,
- в котором толщина от поверхности защитного слоя до второго информационного слоя составляет не менее 69 мкм и не более 81 мкм.
7. Оптический носитель записи информации по одному из вариантов осуществления 1-6,
- в котором толщина от поверхности защитного слоя до третьего информационного слоя составляет не менее 51 мкм и не более 63 мкм.
8. Устройство записи и воспроизведения, которое записывает информацию на оптический носитель записи информации по одному из вариантов осуществления 1-7 и/или воспроизводит информацию, записанную на оптическом носителе записи информации, при этом устройство содержит:
- источник лазерного излучения, имеющий длину волны не менее 400 нм и не более 410 нм;
- объектив, имеющий NA 0,85 ±0,01; и
- модуль коррекции сферической аберрации, который корректирует сферическую аберрацию в соответствии с толщиной от поверхности защитного слоя до информационного слоя, из первого-n-ного информационных слоев, на которые излучается лазерное излучение.
9. Трехслойный диск, содержащий подложку толщиной 1,1 мм, один или более информационных слоев и защитный слой толщиной не более 0,1 мм и включающий в себя три информационных слоя согласно формату носителя записи BD, при этом информация после записи на информационные слои воспроизводится посредством облучения информационного слоя посредством лазерного излучения, имеющего длину волны 400-410 нм, через объектив, имеющий числовую апертуру 0,84-0,86, в котором, когда емкость записи однослойного диска, имеющего один информационный слой, или емкость записи в расчете на слой в двухслойном диске, имеющем два информационных слоя согласно формату носителя записи BD, принимает значение a (Гбайт) (где a - это вещественное число больше 0), и емкость записи в расчете на слой трехслойного диска принимает значение b (Гбайт) (где b - это вещественное число больше 0), удовлетворяются условия a<b и 4a≈3b.
10. Трехслойный диск по варианту осуществления 9, в котором условие |3b-4a|≤2 удовлетворяется.
11. Четырехслойный диск, содержащий подложку толщиной 1,1 мм, один или более информационных слоев и защитный слой толщиной не более 0,1 мм и включающий в себя четыре информационных слоя согласно формату носителя записи BD, при этом информация после записи на информационные слои воспроизводится посредством облучения информационного слоя посредством лазерного излучения, имеющего длину волны 400-410 нм, через объектив, имеющий числовую апертуру 0,84-0,86, в котором, когда емкость записи в расчете на слой трехслойного диска, имеющего три информационных слоя согласно формату носителя записи BD, принимает значение b (Гбайт) (где b - это вещественное число больше 0), и емкость записи в расчете на слой четырехслойного диска принимает значение c (Гбайт) (где c - это вещественное число больше 0), условия c<b и 3b<4c удовлетворяются.
12. Четырехслойный диск по варианту осуществления 11, в котором условия, что 3c<100 и 4c является степенью 2, удовлетворяются.
Во всех вышеописанных вариантах осуществления предполагается, что выражения "не менее", "не более", "-", "от… до…" и т.д. включают в себя рассматриваемые граничные значения. Кроме того, выражение "информационный слой", используемое выше, также может заменяться на "слой для записи" или "слой для записи информации".
Расшифровка позиционных обозначений
101 - подложка
102 - первый информационный слой
103 - второй информационный слой
104 - третий информационный слой
105 - первый промежуточный слой
106 - второй промежуточный слой
107 - защитный слой
107a - поверхность защитного слоя
108 - объектив
109 - свет для записи/воспроизведения
110 - модуль коррекции аберрации
111 - источник лазерного излучения
112 - поляризационный расщепитель луча
114 - фотодетектор
115 - диск (оптический носитель записи информации)
116 - оптическая головка
201 - подложка
202 - первый информационный слой
203 - второй информационный слой
204 - третий информационный слой
205 - N-ный информационный слой
206 - объектив
207 - лазерное излучение
301 - оптический путь информационного света, который должен считываться
302 - оптический путь рассеянного света, сфокусированного на третьем информационном слое
303 - оптический путь информационного света, который должен считываться
304 - оптический путь рассеянного света, сфокусированного на поверхности защитного слоя
305 - оптический путь информационного света, который должен считываться
306 - оптический путь рассеянного света, не сфокусированного на другом информационном слое
307 - оптический путь рассеянного света, не сфокусированного на другом информационном слое
510, 511, 512, 513, 514, 230 - диск (оптический носитель записи информации)
501, 5011, 5012, 5013, 5014 - слой с покрытием (защитный слой)
502 - информационный слой
503, 5032, 5033, 5034 - промежуточный слой
701 - подложка
702 - второй информационный слой
703 - третий информационный слой
704 - второй промежуточный слой
705 - защитный слой
706 - объектив
707 - свет для записи/воспроизведения
708 - средство коррекции аберрации
1201 - первый информационный слой
1202 - второй информационный слой
1203 - третий информационный слой
1204 - защитный слой
1204a - поверхность защитного слоя
1205 - оптический путь информационного света, который должен считываться
1206 - оптический путь рассеянного света, сфокусированного на третьем информационном слое
1207 - оптический путь информационного света, который должен считываться
1208 - оптический путь рассеянного света, не сфокусированного на другом информационном слое
1209 - оптический путь информационного света, который должен считываться
1210 - оптический путь рассеянного света, сфокусированного на втором информационном слое, который возвращается после пяти отражений
1401 - первый информационный слой
1402 - второй информационный слой
1403 - третий информационный слой
1404 - защитный слой
1404a - поверхность защитного слоя
1405 - оптический путь информационного света, который должен считываться
1406 - оптический путь рассеянного света
1701 - диск (оптический носитель записи информации)
1702 - оптическая головка
1703 - источник света
1704 - лазерное излучение (свет для записи, свет для воспроизведения)
1705 - коллимированная линза
1706 - поляризационный расщепитель луча
1707 - четвертьволновая пластина
1708 - объектив
1709 - апертура
1711 - цилиндрическая линза
1712 - фотодетектор.