CN1205606C - 多层光盘及多层光盘的制造方法 - Google Patents

多层光盘及多层光盘的制造方法 Download PDF

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Abstract

一种具有通过光头进行信息的记录及/或再生的多个信息记录层的多层光盘。多个信息记录层通过介入中间层形成叠层，各信息记录层具有蛇行的引导槽。在多个信息记录层当中，至少有一个信息记录层的引导槽的形状要素(蛇行量W1、W2、引导槽的深度及/或引导槽的侧面倾斜角度等)与其他信息记录层的引导槽的形状要素不同。由此，能够从各信息记录层再生良好的信号。

Description

多层光盘及多层光盘的制造方法
技术领域
本发明涉及光盘等的光记录介质及其制作方法，特别是涉及具有多个具备引导槽(Track Groove)的信息记录层的多层光盘。
背景技术
小型光盘(CD)的普及，构筑了光盘作为重要的记录介质的地位。另外，不仅再生专用，作为可记录信息的记录再生型的光盘CD-R和CD-RM也显著地普及起来。
为了提高光盘的记录密度，除了提高在一个信息记录层的记录密度以外，增加信息记录层的层数也是有效的。在DVD中，有可将两层信息记录层所记录的信息从一侧读出的再生专用的光盘。另外，具有两层信息记录层的记录再生型光盘也正在被开发中。
参照图1来说明具有两层信息记录层的记录再生型光盘的结构。
图1所示的记录再生型光盘具有由在非晶形(Amorphous)和晶形之间光学特性变化的相位变化材料形成的两层信息记录层。在各信息记录层，通过激光的照射，被称做为「痕迹」的非晶型的图形就被记录在记录层。
图1的光盘由具有引导槽(Groove)的第1大致透明的基体材料201和具有引导槽的第2大致透明的基体材料205粘合而制成的。在第1大致透明的基体材料201上形成有半透明的第1信息记录层202，在第2大致透明的基体材料205上形成有第2信息记录层204。两个基体材料201及205面向两个面对的信息记录层202及203而被配置着，并通过大致透明的粘合层203而被粘合在一起。粘合层203作为将第1信息记录层202和第2信息记录层204隔开的中间层而发挥其功能。
各信息记录层202、204的引导槽根据一定的频率而进行蛇行(S状行进)。在信息的记录/再生时，检测出具有该频率的再生信号并生成时钟信号。时钟信号是为了使光盘的旋转速度和光盘装置的记录/再生速度同步而被使用的。
关于这种多层光盘，从各信息记录层返回到光头的受光面的光量和从光盘装置的光头入射到光盘中的光量相比较则变得非常小。因此，从被分配到各信息记录层的引导槽的蛇行得到的再生信号也就变得小。
另外，由于在每个信息记录层的记录膜的结构(光透射率及反射率等)不同，因而再生信号的干扰电平与再生信号的振幅的比(CN比：Carrierto Noise Ratio)在多个信息记录层之间就会有很大的差异。在这种情况，根据在各信息记录层的引导槽的蛇行形状正确地再生时钟信号就变得很难。
发明内容
本发明的目的在于：根据在各信息记录层的引导槽的蛇行形状，提供可以确实地再生时钟信号的多层光盘。
本发明的多层光盘，为具备有通过光头进行信息的记录及/或再生的多个信息记录层的多层光盘，所述多个信息记录层通过中间层被层叠起来，各信息记录层具有蛇行的引导槽，在所述多个信息记录层当中，至少有一层的信息记录层的引导槽的形状要素和其他信息记录层的引导槽的形状要素不同。
在理想的实施方式中，所述引导槽的形状要素为：沿着所述引导槽的光盘径向的蛇行振幅、所述引导槽的深度及/或所述引导槽的侧面倾斜角度。
在理想的实施方式中，对每个信息记录层给予所述引导槽的形状要素中的任何一个不同的值，通过这样，就可以调节因所述引导槽的蛇行而产生的再生信号的振幅。
在理想的实施方式中，通过对所述引导槽的形状要素进行调节，将与在所述多个信息记录层的每层的、因所述引导槽的蛇行而产生的再生信号的振幅相关的CN比，在信息记录层之间的不一致调节到30％以内。
在理想的实施方式中，所述引导槽的蛇行包括根据时钟信号再生时所使用的大致单一的周期而进行振动的基本频率成分。
在理想的实施方式中，所述引导槽的蛇行根据副信息表示不同的形状，包括比所述基本频率成分要高的频率成分。
在理想的实施方式中，所述副信息包括表示光盘上的地址的位置信息。
在理想的实施方式中，所述引导槽的蛇行形状包括正弦波及/或括比所述正弦波的基本频率成分高的波形的组合。
在理想的实施方式中，所述括比所述正弦波的基本频率成分高的波形的蛇行振幅被设定为比正弦波的蛇行振幅还要大。
本发明的多层光盘制作方法的特征为：准备多个印模的校对环规工序，和采用所述多个印模制作复录所希望的图形的基体材料、具备有包含形成可记录再生信息记录层的复制工序的多个信息记录层，所述校对环规工序为制作作为用于制作所述多个信息记录层的多个印模的，具备对每个信息记录层规定至少一个不同的形状要素的引导槽的形状的印模。
在理想的实施方式中，所述校对环规工序包括：准备被涂抹感光性材料的多个基板的工序、通过由记录光照射所述感光性材料的所选择的区域，形成包括蛇行的引导槽的图形的潜像的记录工序、通过对所述感光性材料进行显像，制作具有所述图形的多个原盘的显像工序、根据所述多个原盘制作所述多个印模的工序，在所述记录工序里，通过在每个基板上将沿着所述记录光的光盘径向的偏向量进行变化，使所述引导槽的蛇行量在每个信息记录层发生变化。
在理想的实施方式中，所述校对环规工序包括：准备被涂抹感光性材料的多个基板的工序、通过由记录光来照射所述感光性材料的所选择的区域，形成包括蛇行的引导槽的图形的潜像的记录工序、通过对所述感光性材料进行显像，制作具有所述图形的多个原盘的显像工序、根据所述多个原盘制作所述多个印模的工序，在所述记录工序里，在每个所述多个印模中改变所述感光性材料的厚度。
在理想的实施方式中，所述校对环规工序包括：准备被涂抹感光性材料的多个基板的工序、通过由记录光来照射所述感光性材料的所选择的区域，形成包括蛇行的引导槽的图形的潜像的记录工序、通过对所述感光性材料进行显像，制作具有所述图形的多个原盘的显像工序、根据所述多个原盘制作所述多个印模的工序，在每个所述多个印模中改变所述引导槽的侧面倾斜角度。
在理想的实施方式中，在所述显像工序之后，通过对所述原盘的加热处理，改变所述引导槽的侧面倾斜角度。
在理想的实施方式中，在所述校对环规工序之后，在所述复制工序之前，通过对所述印模进行等离子处理，改变所述引导槽的侧面倾斜角度。
在理想的实施方式中，在所述等离子处理中使用氩及/或氧。
在理想的实施方式中，在所述记录工序中，根据正弦波形和矩形波形组合的图形来偏转所述记录光。
在理想的实施方式中，在所述正弦波形部和所述矩形波形部之间使所述记录光的偏转量发生变化。
附图说明
图1为说明以往的光盘结构的示意图。
图2为说明在本发明的多层光盘中的引导槽的示意图。
图3为表示上述引导槽的详细状态的图。
图4为表示本发明的多层光盘的第1实施例的结构的剖面图。
图5为表示第1实施例的引导槽的蛇行图形的俯视图。
图6为表示第1实施例的引导槽的蛇行图形的立体图。
图7为表示第1实施例的多层光盘的制作方法的工序剖面图。
图8为表示第1实施例的第1复制工序的工序剖面图。
图9为说明第1实施例的第2复制工序的工序剖面图。
图10为表示本发明的多层光盘的第2实施例的结构的剖面图。
图11为表示引导槽的深度和信号振幅的关系的图表。
图12为表示本发明的多层光盘的第3实施例的结构的剖面图。
图13为表示引导槽的其他例的俯视图。
图14(a)为表示摆动图形的要素的俯视图，图14(b)为表示将上述要素进行组合而形成的4个种类的摆动图形的俯视图。
图15为表示依据引导槽的摆动、根据振幅变化的摆动信号可以识别摆动图形的种类的装置的基本结构图。
图16为表示引导槽的摆动图形、摆动信号及脉冲信号的波形图。
图17为表示根据摆动信号来分离脉冲信号和时钟信号的电路结构图。
具体实施方式
在本发明的多层光盘中，通过改变在每个信息记录层中的引导槽的形状参数(形状要素)，就可以正确地再生根据引导槽的蛇行而产生的信号。
首先，参照附图，详细地说明光盘的引导槽的结构。在本发明的光盘介质的记录面1上，如图2所示，引导槽2形成螺旋形。图3扩大表示引导槽2的一部分。在图3中，未图示的光盘中心位于下方，光盘径向用箭形符号a来表示。箭形符号b表示在光盘上形成的记录/再生光的光束点伴随着光盘的旋转而移动的方向。在本说明书中，将与箭形符号a平行的方向称作「光盘径(径向的)方向」，将与箭形符号b平行的方向称做「引导方向」。
在将光盘上形成的激光光束点固定起来的坐标系中，被激光光束照射的光盘部分(「光盘照射部」)向和箭形符号b相反的方向移动。
在这里，就要考虑如图3所示的X-Y坐标。在本发明的光盘中，引导槽的侧面2a、2b的Y坐标位置伴随着X坐标的增加而进行周期性的变化。将这种引导槽侧面2a、2b的周期性的位置位移称作为引导槽2的「摆动」或「颤动」。箭形符号a方向的位移称作「光盘外周侧位移」，向箭形符号a反方向的位移称作「光盘内周侧位移」。另外，在图中用「T」来表示摆动的一个周期。摆动频率与摆动的一个周期T成反比例，与光盘上的激光光束的线速度为正比。当槽中心的Y坐标用X坐标的函数fo(x)来表示时，fo(x)则比如用常数·sin(2лx/T)来表示。
在图所示的例子中的引导槽2的宽幅沿着引导方向(箭形符号b)其宽幅是一样的。为此，引导槽2的侧面2a、2b的位置位移到光盘径向(箭形符号a)的量与引导槽2的中心(虚线)位移到光盘径向的量相等。为此，以下就将在引导槽的侧面位置的光盘径向位移简单地表现为「引导槽的位移」或「引导槽的摆动」。但是，本发明并不限定于引导槽2的中心和引导槽2的侧面2a、2b与光盘径向仅做同样的摆动的情况。引导槽2的宽幅也可以根据引导方向来进行变化，引导槽2的中心也可以不摆动，只让引导槽的侧面进行摆动。
本发明的光盘具备有多个信息记录层，在各信息记录层上形成有如上所述的蛇行引导槽。本发明的多层光盘的主要特征在于：对于引导槽的形状要素在各信息记录层是不一样的，有区别的。
以下，将引导槽具有的3个种类的形状参数分别进行调节的实施例具体地进行说明。
(实施例1)
首先，参照图4及图5说明本发明的光盘的第1实施例。
本实施例的多层光盘，如图4所示的那样，为具备有通过光头进行信息的记录及/或和再生的多个信息记录层的多层光盘。多个信息记录层通过中间层被层叠起来，各信息记录层具有摆动的引导槽的面及记录层。图5表示了引导槽的蛇行状态。引导槽的宽幅为0.10～0.25μm左右，深度为10～25nm左右。
让我们再参照一下图4。更具体地来讲，本实施例的光盘从配置光头的一侧开始顺序地具备有：聚碳酸盐制的板(厚度为80μm)301、第1紫外线固化性树脂层(厚度为10μm)302、半透明的第1信息记录层(厚度为10μm)303、第2紫外线固化性树脂层(厚度为20～40μm)306、第2信息记录层304和聚碳酸盐制的基体材料305。
第1紫外线固化性树脂层302的引导间距和在大致为0.32μm的引导槽在内周部形成有间距。间距的配置表现为不可重写的信息。
第1信息记录层303及第2信息记录层304均含有以GeTeSb作为主要成分的相位变化记录材料。
第2紫外线固化树脂层306在与第1信息记录层303和第2信息记录层304相粘接的同时，起到作为隔开两个信息记录层的中间层的作用。
在聚碳酸盐制的基体材料305的第1面上，间距大致为0.32μm的引导槽形成为螺旋状和同心圆状，在光盘内周部配置有不可重写的槽。
根据激光照射的第2信息记录层304的记录再生是通过第1信息记录层303来实施的。为此，第1信息记录层303具有对记录再生用的激光大约50％的透射率。
还有，在图中各层的厚度、引导槽的宽幅及深度等各种结构要素的尺寸并不能反映实际的大小。例如，引导槽的深度只不过是记录再生用的激光的波长的数分之一，但第2紫外线固化树脂层306的厚度(也就是上下信息记录层的间隔)是上述波长的数十倍至100倍左右。
本实施例的光盘的特征之一，就在于在第1信息记录层303中的引导槽的蛇行量和在第2信息记录层304中的引导槽的蛇行量不同。以下对这一点进行详细地说明。
本实施例的各信息记录层303、304的引导槽如图5所示的那样根据单一频率大致呈正弦波形状地进行蛇行。根据该频率来规定时钟信号的频率。也就是说，引导槽的蛇行周期表现了时钟信息。在这里，所谓引导槽的「蛇行量」，就是按照光盘径向测定的蛇行的振幅。
上述的时钟信息，是比如通过射出波长405nm的激光的口径数为0.85的光头来被再生的。具体来讲，首先将光盘反射的激光通过面向引导方向的被左右两分开的受光面来检测出来，并作成两个信号差(推挽信号)。该推挽信号象激光的光点追随引导槽那样来进行控制光传感器用的。推挽信号包括依据引导槽的蛇行而生成的频率成分，但蛇行的频域因跟踪控制比重要信号成分的频域还要高。为此，对推挽信号如果进行恰当的滤波的话，就可以分离、检测出时钟信息。还有，在引导槽的途中设置有引导槽中断部分，在该部分里可以记录时钟以外的信息。
在本实施例中，如图6所示那样，在两个信息记录层的引导槽的间距(引导间距)为相互相等的，但在第1信息记录层303的引导槽的蛇行量W1和第2信息记录层304的引导槽的蛇行量W2则相互不同。
作为比较例，将在各信息记录层的引导槽的蛇行量W1及W2与引导槽的间距的大致4％相等的情况下，对于光头射入的激光的强度，通过第1信息记录层303进行反射，通过光头的受光面检测出反射光强度的比率大致为7％，但通过第2信息记录层304进行反射，通过光头的受光面检测出反射光强度的比率大致为5％。
另外，在记录再生第2信息记录层304的时候，由于在激光经过的途中存在有第1信息记录层303，因而在通过第2信息记录层304反射的激光信号内就会因存在第1信息记录层303而产生杂波。
这样，当来自第2信息记录层304的反射光强度变低、杂波增加时，再生信号的CN比就会降低。要想根据引导槽的蛇行良好地读出时钟信息的话，就需要30dB以上的CN比。将引导槽的蛇行量W和CN比的关系在表1中进行表示。
表1
    蛇行量10nm    蛇行量15nm
第1信息记录层(W1)第2信息记录层(W2)     33dB          -28dB          33dB
根据表1我们知道，将在第2信息记录层304的引导槽的蛇行量W2和在第1信息记录层303的引导槽的蛇行量W1相等为10nm的情况下，由第2信息记录层304再生的信号的CN比就会低于30dB。但是，将蛇行量W1为10nm、将蛇行量W2为15nm的时候，对于两个信息记录层所再生的信号就会得到33dB的CN比了。
还有，当在各信息记录层所反射的、通过光头的受光面检测出的光量根据信息记录层有很大不同的话，在对不同的信息记录层进行记录再生时，在两个信息记录层之间让光头的焦点移动的时候就会产生问题。为了避免此问题，可以把与检测出的光量为最小的信息记录层相关的光量，调节到与检测出的光量为最大的信息记录层相关的光量的两倍以下。
与因引导槽的蛇行而产生的再生信号的振幅相关的CN比的不一致，可以在信息记录层之间调节到30％以内。
下面，参照图7，对本实施例的多层光盘的制作方法进行说明。
首先，将第1玻璃基片(厚度：比如为6mm左右)501及第2玻璃基片(厚度：比如为6mm左右)502洗净。然后准备在第1玻璃基片501上涂上光刻膜(厚度：10～40nm左右)的第1原盘503、和在第2玻璃基片502上涂上光刻膜(厚度：10～40nm左右)的第2原盘504。在两个玻璃基片501及502上形成的光刻膜的厚度大致为同样。
接下来，在两个原盘503及504的光刻膜上进行复录所定的图形的记录/显影工序。具体地来讲，将波长248nm的激光聚光在光刻膜上，然后将光刻膜曝光。让原盘503及504旋转的同时，将在光刻膜上的激光的光束点位置向光盘径向位移。该位移是通过偏转激光的光束来进行的。这样，蛇行的引导槽的图形就被复录在光刻膜上。还有，通过调制激光的强度，也可以断绝引导槽的形成，也可以控制引导槽的宽幅等的物理形状。这样，包括引导槽的所希望的图形作为潜像被复录到光刻膜上。在这之后，经过显像将所定的图形给予到光刻膜上，从而制作第1主原盘505和第2主原盘506。
对各主原盘505、506，通过溅射法来堆积Ni薄膜。然后，将Ni薄膜作为电极来进行Ni电铸，形成厚度约为300μm的Ni层。将Ni层从各主原盘505、506上剥离后，将付着在Ni层上的光刻膜除去，研磨Ni层的后面。制作作为从该Ni层上冲切掉规定出光盘的内径及外径的不要部分的光盘印模的第1印模507及第2印模508(校对环规工序)。
接下来，采用第1印模507来制作形成第1信息记录层的第1基体材料509。参照图8来说明该工序(第1复制工序)。
首先，通过注塑成型，采用第1印模507来制作聚碳酸盐制的基体材料原版601。在基体材料原版601的表面复录有第1印模507的凹凸图形。在对基体材料原版601的图形复录面的上面通过溅射法堆积Al膜。
另一方面，准备由厚度约80μm的聚碳酸盐制作的圆形板602，将紫外线固化树脂以环形体状吐出到该圆形板602的上面。
之后，将基体材料原版601的Al膜形成的面与圆形板602面对地重叠起来。通过旋转基体材料原版601，利用离心力将多余紫外线固化树脂甩掉。通过这样，将基体材料原版601和板602之间的紫外线固化树脂的厚度调节到约10μm。
通过紫外线的照射使紫外线固化树脂固化后，从基体材料原版601上将固化的紫外线固化树脂及板602剥离。紫外线固化树脂和板602膜形成一体化，构成板基体材料603。在该板基体材料603的表面上，复录有第1印模507的图形。
按照第1电介质体膜(厚度：50～1000nm左右)604、记录膜(厚度：3～50nm左右)605、第2电介质体膜(厚度：50～1000nm左右)606及金属反射膜(厚度：0～40nm左右)607这一顺序将它们层叠在板基体材料603图形复录面上。还有，可以省略金属反射膜607。第1电介质体膜604及第2电介质体膜606均由以ZnS为主要成分的材料形成，记录膜605由以GeTeSb为主要成分的相位变化记录材料形成。金属反射膜607由Ag合金膜形成，对记录再生用的激光具有半透明的厚度。构成这些层叠膜(信息记录层)的各层均通过溅射法被恰当地层叠起来。
通过溅射法形成的记录膜605在成膜之后处于非晶形的状态。为了将记录膜初始化，将激光聚光起来对记录膜605进行照射，使记录膜605结晶化。就这样第1基体材料509被制作成。
接下来，采用上述第2印模508来制作第2基体材料510。参照图9来说明该工序(第2复制工序)。
首先，通过注塑成型，采用第2印模508来制作厚度约为1.1mm的聚碳酸盐制的基体材料701。在基体材料原版701的表面上复录有第2印模508的凹凸图形。
按照金属反射膜705、第2电介质体膜704、记录膜703及第1电介质体膜702这一顺序，将它们层叠在基体材料原版701的图形复录面上。这些层叠膜(信息记录膜)通过溅射法被恰当地形成。
金属反射膜705由以Al为主要成分的金属膜形成，第1电介质体膜702及第2电介质体膜704由以ZnS为主要成分的膜形成。记录膜703由以GeTeSb为主要成分的相变化记录材料形成。构成这些层叠膜(信息记录层)的各层均通过溅射法被恰当地层叠起来。
和对第1基体材料同样，通过将激光聚光起来照射记录膜703，使记录膜结晶化、初始化。这样，第2基体材料510被制作成。
再参照一下图7。
将紫外线固化树脂以同心圆状吐出到形成第1基体材料509的信息记录层的面上。然后，将形成第2信息记录层付着的基体材料510的信息记录层的面和第1信息记录层付着的基体材料面对地重合起来。让紫外线固化树脂旋转起来，通过离心力将多余的紫外线固化树脂甩出，从而将紫外线固化树脂的厚度调节到20～40μm。
通过紫外线的照射使紫外线固化树脂固化，在粘合两个基体材料的同时，形成隔开两个信息记录层的中间层。这样，具有两个信息记录层的多层光盘511就被制作成了。
还有，在图中，位于上层的信息记录层的引导槽的位置和位于下层的信息记录层的引导槽的位置被完全匹配地记载下来，但实际上并没有这个必要。由于在每个信息记录层都实施跟踪控制，因而引导槽的位置就没有必要在每个信息记录层都具有特定的关系。
在本实施例中，有必要改变每个信息记录层的引导槽的蛇行量。为此，根据在第1主原盘505上的光刻膜上记录的引导槽的图形的工序和在第2主原盘506上的光刻膜上记录的引导槽的图形的工序，从而使得激光的偏转量不同。具体地来讲，按照如图6所示的蛇行量为W1的那样对第1主原盘505进行激光偏转量的调节。对此，按照如图1所示的蛇行量为W2(≠W1)的那样对第2主原盘506进行激光偏转量的调节。这样，就可以得到将引导槽的蛇行量调节到W1的第1基体材料509和将引导槽的蛇行量调节到W2的第2基体材料510。
(实施例2)
参照图10来说明本发明的多层光盘的第2实施例。
本实施例的多层光盘的层叠结构和第1实施例的多层光盘大致相同。但是，在本实施例的光盘方面，第1信息记录层801的引导槽的深度D1和第2信息记录层802的引导槽D2的深度相互不同。
图11为表示将光头射出的激光的波长定为λ的情况下、因引导槽的蛇行而产生的再生信号的振幅和引导槽的深度的关系的图表。引导槽的深度被换算成光路长。从图11的图表就可以知道，再生信号的振幅在引导槽的深度为λ/8时最大，随着深度接近λ/4，再生信号的振幅就会减少。第1信息记录层的引导槽的深度D1及第2信息记录层的引导槽的深度D2最好均达到λ/8以下。
在多层光盘的情况下，有第2信息记录层802的再生信号里包含的杂波比第1信息记录层801的再生信号里包含的杂波增大的倾向。当引导槽的深度D1＝引导槽的深度D1的情况下，对于从光头入射的激光的强度，在第1信息记录层801进行反射，在受光面检测出的激光的强度的比例大约为7％，但在第2信息记录层802进行反射，在受光面检测出的的激光的强度的比例大约为5％。
表2所表示的是采用射出波长405nm的激光的口径数为0.85光头进行再生记录时的CN比。必要的CN比应为30dB以上。
表2
    深度16nm    深度18nm
第1信息记录层(D1)第2信息记录层(D2)     33dB        -27dB        31dB
根据表2我们知道，对于在第1信息记录层801的引导槽的深度D1，通过将第2信息记录层802的引导槽的深度D2加深10～20％左右，两个信息记录层就可以同样得到30dB以上几乎相同的CN比了。还有，当在信息记录层所被反射的、在光头的受光面检测出的光量通过信息记录层产生很大差异时，在对不同的信息记录层进行记录再生时，在两个信息记录层之间将光头的焦点移动时便会产生问题。为了避免这一问题，理想的是把与被检测出的光量最小的信息记录层相关的光量调节到与被检测出的光量最大的记录层的光量的2倍以下。
下面，将本实施例的多层光盘的制作方法来进行说明。该多层光盘的制作方法和第1实施例的多层光盘的制作方法大致相同。不同点在于：将在第1原盘及第2原盘上形成的光刻膜的厚度分别作成D1及D2(≠D1)。
还有，将涂敷在各原盘上的光刻膜的厚度作成比所希望的引导槽深度还深，即可以在两个原盘上将曝光工序的激光的强度进行变化，也可以在每个信息记录层将引导槽的深度进行变化。
(实施例3)
参照图12来说明本发明的多层光盘的第3实施例。
本实施例的多层光盘的层叠结构也和第1实施例的多层光盘大致相同。但是，在本实施例中，第1信息记录层1001的引导槽的侧面的角度A1和第2信息记录层1002的引导槽的侧面的角度A2相互不同。
通过光头被检测出的引导槽的信号，在光头的受光面受到引导槽的反射光和在引导槽的绕射的光的干扰。当引导槽的侧面的角度变大时，该干扰状态就会发生变化，其结果和引导槽变浅具有同等的效果。
在引导槽的侧面角度A1＝引导槽的侧面角度A1的情况下，对于光头入射的光的强度，在第1信息记录层1001进行反射、在受光面检测出的强度的比率大致为7％，但是，在第2信息记录层1002进行反射、在受光面检测出的强度的比率大致为5％。
表3表示了将在各信息记录层的引导槽的深度作成17nm的情况下，采用射出波长405nm的激光的口径数为0.85的光头进行记录再生时的CN比。必要的CN比为30dB以上。
表3
    角度45°          角度60°
    第1信息记录层(A1)第2信息记录层(A2)     38dB        33dB33dB        -
如表3所示那样，通过将在第1信息记录层1001的引导槽的侧面倾斜角度A1作成比第2信息记录层1002的引导槽的侧面倾斜角度A2大15度左右，来自第1信息记录层1001的再生信号的CN比就会下降，从而就可以达到和来自第2信息记录层1002的再生信号的CN比同样的大小(33dB)。这样，关于来自两个信息记录层的再生信号，就可以得到30dB以上的大致相同的CN比。
还有，当在信息记录层被反射的、在光头的受光面被检测出的光量通过信息记录层产生很大差异时，在对不同的信息记录层进行记录再生时，在两个信息记录层之间将光头的焦点移动时便会产生问题。为了避免这一问题，理想的是把与被检测出的光量最小的信息记录层相关的光量调节到与被检测出的光量最大的记录层的光量的2倍以下。
下面，将本实施例的多层光盘的制作方法来进行说明。本实施例的多层光盘的制作方法和第1实施例的多层光盘的制作方法大致相同。但是，在本实施例中，在对光刻膜的曝光显像工序和电镀工序之间，将主原盘在接近感光材料的熔点温度(比如约120℃)进行数分钟的加热。通过该加热工序，光刻膜的表面溶解，根据表面张力使得光刻膜的表面变圆滑。通过调节该加热处理的温度及/和加热处理的时间，就可以控制主原盘的引导槽的侧面角度。
即使在印模制作完之后，通过将印模曝露在Ar气体的等离子区中，也可以改变引导槽的侧面角度。这是因为通过等离子区的处理，电场集中在引导槽的角部，就比其他的部分优先被溅射，因此角部就变圆了。通过该处理的角部的形状变化依赖于等离子区处理的时间及等离子区的状态(离子密度及离子照射能量)。所以，通过在每个印模将等离子区处理的时间及生成等离子区用的施加功率进行改变，就可以制作本实施例的多层光盘了。另外，也可以取代上述的Ar气体，或采用加入Ar气体的其他气体(例如氧气)来生成等离子区。
在以上的各实施例中，无论哪一个，为了降低第2信息记录层的杂波都将引导槽的蛇行量、深度及引导槽的侧面的角度这一形状参数进行了调整。但是，根据多层光盘的结构及制作方法，也要考虑第1信息记录层的杂波变大的问题。在这种情况，要想降低第1信息记录层的杂波也可以调节引导槽的形状参数。不仅在使引导槽的两个侧面同时蛇行的情况，在使各个侧面独立地蛇行或仅使一个侧面蛇行的情况也可以。
(实施例4)
引导槽的蛇行也可以不仅只通过正弦波形来构成。也可以将图13所示的一部分变更为矩形波形。通过将被正弦波形区别的特征给予引导槽，就可以在引导槽上记录时钟以外的信息(地址信息等的副信息)。让引导槽的矩形波形部的振量比正弦波形部的振量还大的话，就可以检测出高品质的副信息了。
要想将图13所示的形状给予引导槽的话，只要采用在比正弦波形的频率10倍以上的频域可偏转激光的偏转器(例如利用电光学效果的偏转器)、将上述的光刻膜进行曝光就可以。
以下，参照附图，将通过数种类的位移图形的组合所规定的引导槽的颤动结构的光盘进行详细地说明。
本实施例的引导槽的平面形状并不是仅靠图3及图5所示的正弦波形来形成的，至少具有一部分和正弦波形不同的形状部分。象这样的摆动槽的基本结构，在本申请人的专利申请(专利申请2000-6593号、专利申请2000-187259号及专利申请2000-319009号)的说明书里发表过。
参照图14(a)及(b)。图14(a)表示了构成引导槽2的摆动图形的四个种类的基本要素。在图14(a)中表示了柔和的正弦波部位100及101、将面向光盘外周的位移形成陡峭的矩形部位102及将面向光盘内周的位移形成陡峭的矩形部位103。通过这些要素部分的组合，如图14(b)所示的那样就形成了四个种类的摆动图形104～107。
摆动图形104为没有矩形部位的正弦波。因而将该图形称为「基本波形」。在本说明书中，所谓「正弦波」并不限定于完整的正弦波形，也广泛地包括柔和的蛇行。
摆动图形105具有比正弦波形的位移还急剧地位移到光盘外周侧的部分。因而将这种部分称为「面向外周的位移矩形部」。
在实际的光盘中，由于对引导方向将引导槽的光盘的径向位移很难垂直地实现，因此就不能形成完整的矩形。这样，在实际的光盘里的矩形部的边缘形状如果对正弦波部位进行相对的陡峭位移也可以，没有必要为完整的矩形。从图14(b)可以明白，在正弦波部位从最内周侧到最外周侧的位移在摆动周期的1/2的时间完成。在矩形部位同样的位移如果在摆动周期的比如1/4以下的时间完成的话，就可以充分地探测出这些形状差了。
还有，摆动图形106赋有向内周位移矩形特征，摆动图形107赋有「向内周位移矩形」加之「向外周位移矩形」特征。
摆动图形104由于只依据基本波形被构成的，因而其频率成分由与摆动周期T的倒数成比例的「基本频率」来规定的。对此，来自其他摆动图形105的107的频率成分，除基本频率成分以外还具有高频率成分。高频率成分是通过在摆动图形的矩形部分的急剧的位移而发生的。
关于摆动图形105～107，采用图3的坐标系，用引导中心的Y坐标×X坐标的函数来表示的话，就可以用富里埃级数将这些函数展开。在被展开的富里埃级数里包括比sin(2πx/T)的振动周期还要短的sin函数项(高次谐波成分)。但是，不管哪一个摆动图形均含有基本波形成分。在本说明书中，也有将基本波形的频率称为「摆动频率」的。上述4种摆动图形具有共同的摆动频率。
在本实施例中，通过调制摆动频率，就可以根据将上述数种类的摆动图形进行组合，来替代将地址信息写入引导槽2、而将含有地址信息的各种信息记录到引导槽内。具体来讲，就是通过将上述4个种类的摆动图形104～107的任何一个分配到每个引导槽的所定区间，就可以比如事先将「B」、「S」、「O」及「1」等的4个符号记录起来。在这里，「B」为表示块信息，「S」为表示同步信息的。「O」及「1」为表现通过那些组合的地址编号及其错误检出符号等。
下面，参照图15及图16来说明再生本发明的光盘根据引导槽的摆动所记录的信息的基本方法。
首先，参照图15A及图16。
图15为表示再生装置的主要部分的图，图3B为表示引导槽和再生信号的关系图。
对于图16所示的以模型方式来表示的引导槽1200，将再生用的激光束1201的光点沿箭形符号方向进行扫描。激光束1201被光盘反射，形成反射光1202。反射光1202被图15所示的再生装置的检波器1203、1204接收。检波器1203、1204于对应光盘半径的方向被分开，并分别根据接收到的光的强度来输出电压。对于检波器1203、1204的反射光1202的照射位置(受光位置)，对位于检波器1203和检波器1204之间的分离位置来讲无论移动到哪一侧，在检波器1203的输出和检波器1204的输出之间就会产生差异(检测出差动推挽)。检波器1203、1204的输出被输入到差动电路1205，在差动电路1205中进行减法运算。其结果，就可以根据引导槽1200的摆动形状得到信号(摆动信号)1206。摆动信号1206被输入到高通滤波器(HPF)1207，在高通滤波器(HPF)1207中被进行微分运算。其结果，摆动信号1206所包含的柔和的基本成分被衰减，从而得到了具有与陡峭倾斜的矩形波对应的脉冲成分的脉冲信号1208。由图16可知，脉冲信号1208的各脉冲的极性依存于引导槽1200的陡峭的位移的方向。为此，可以根据脉冲信号1208来识别引导槽1200所具有摆动图形。
下面参照图17。图17为表示图16所示的摆动信号1206所生成的脉冲信号1208和时钟信号1209的电路结构的例子图。
在图17的结构例子中，摆动信号1206被输入第1带通滤波器BPF1及第2带通滤波器BPF2。这样，第1带通滤波器BPF1及第2带通滤波器BPF2就分别生成了脉冲信号1208及时钟信号1209。
将引导槽的摆动频率定为fw(Hz)的话，第1带通滤波器BPF1就会由在4fw～6fw(比如5fw)的频率具有增益(透射率)为峰值的特性的滤波器形成的。根据这种滤波器，从低频率到峰值频率比如在20dB/dec增益上升，在比峰值频率还要高的高频率区域(比如60dB/dec)增益就会理想地急剧地降低。第1带通滤波器BPF1就可以根据摆动信号1206恰当地生成表示引导槽摆动的矩形变化部分的脉冲信号1208。
另一方面，第2带通滤波器BPF2具有在所定的频域(比如以摆动频率fw为中心包含0.5fw～1.5fw的频域)增益高、在此以外的频率增益小的滤波特性。象这样的第2带通滤波器BPF2就可以将具有对应引导槽的摆动频率的频率的正弦波信号生成为时钟信号1209。
本实施例的引导槽，由于具有上述复杂的摆动形状，当从两层的信息记录层的一方所再生的信号的CN比和另一方的再生信号的CN比相比较为降低时，不仅时钟信号，地址信息等的再生也就不能正确地进行了。
为此，关于实施例1～3如所说明的那样，通过在每一层调节引导槽的形状要素，就可以使再生信号的CN比达到最适合状态。
另外，本发明不限定于具有两个信息记录层的多层光盘，也适用于具有三个以上的信息记录层的多层光盘。还有，引导槽的形状要素不限定于上述的情况，在每个信息记录层变化各形状要素的方法也不限定于上述的情况。再有，也可以将实施例1～3所说明的多个形状要素的组合在每个信息记录层进行变化。
根据本发明，在引导槽的蛇行时记录信息的类型的多层光盘方面，由于在每个信息记录层改变根据引导槽蛇行的信号的调制度、即让对于反射光量的信号的振幅发生变化的主要原因(引导槽型的形状要素)，因而，就可以将通过引导槽的蛇行各信息记录层所记录的信息在良好的CN比状态下读出。

Claims (18)

1.一种多层光盘，具有通过光头进行信息的记录及/或再生的多个信息记录层，其特征在于：所述多个信息记录层通过介入中间层被叠层，各信息记录层具有通过组合基本频率成分相等的多个摆动图形而形成的蛇行的引导槽，在所述多个信息记录层中，至少在一个信息记录层的引导槽的形状要素与在其他信息记录层的引导槽的形状要素不同。
2.根据权利要求1所述的多层光盘，其特征在于：所述引导槽的形状要素为：沿着所述引导槽的光盘径向的蛇行振幅、所述引导槽的深度及/或所述引导槽的侧面倾斜角度。
3.根据权利要求2所述的多层光盘，其特征在于：具有对于每个信息记录层所述引导槽的沿着所述引导槽的光盘径向的蛇行振幅、所述引导槽的深度及/或所述引导槽的侧面倾斜角度不同的值，由此来调节因引导槽的蛇行而产生的再生信号的振幅。
4.根据权利要求3所述的多层光盘，其特征在于：通过调节所述引导槽的形状要素，使在所述多个信息记录层的各层的、与因所述引导槽的蛇行而产生的再生信号的振幅相关的CN比的不一致，在信息记录层之间调节到30％以内。
5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的多层光盘，其特征在于：所述引导槽的蛇行包括用于时钟信号再生的，以单一的周期进行振动的基本频率成分。
6.根据权利要求5所述的多层光盘，其特征在于：所述引导槽的蛇行包括根据副信息表示不同形状的、比所述基本频率成分高的频率成分。
7.根据权利要求6所述的多层光盘，其特征在于：所述副信息包含表示光盘上的地址的位置信息。
8.根据权利要求7所述的多层光盘，其特征在于：所述引导槽的蛇行形状包含正弦波及包括比所述正弦波的基本频率成分高的波的组合。
9.根据权利要求8所述的多层光盘，其特征在于：所述包括比所述正弦波的基本频率成分高的波形的蛇行振幅被设定为大于正弦波的蛇行振幅。
10.一种多层光盘的制作方法，是一种包括准备多个印模的校对环规工序和制作使用所述多个印模复制所希望的图形的基体材料、形成能够进行记录再生的信息记录层的复制工序的具有多个信息记录层的多层光盘的制作方法，其特征在于：所述所希望的图形包括通过组合基本频率成分相等的多个摆动图形而形成的蛇行的引导槽的图形，所述校对环规工序制作出作为用于制作所述多个信息记录层的多个印模的，具有在每个信息记录层中至少规定一个不同的形状要素的引导槽的形状的印模。
11.根据权利要求10所述的多层光盘的制造方法，其特征在于：所述校对环规工序包括：准备涂敷有感光材料的多个基片的工序、通过由记录光照射所述感光性材料的被选择的区域，形成包含蛇行引导槽的图形的潜像的记录工序、通过对所述感光性材料进行显像，制作具有所述图形的多个原盘的显像工序、根据所述多个原盘制造所述多个印模的工序，在所述记录工序中，通过在每个基片上变化沿着所述记录光的光盘径向的偏转量，改变在每个信息记录层上的所述引导槽的蛇行量。
12.根据权利要求10所述的多层光盘的制造方法，其特征在于：所述校对环规工序包括：准备涂敷有感光材料的多个基片的工序、通过由记录光照射所述感光性材料的被选择的区域，形成包含蛇行引导槽的图形的潜像的记录工序、通过对所述感光性材料进行显像，制作具有所述图形的多个原盘的显像工序、根据所述多个原盘制造所述多个印模的工序，在所述记录工序中，对每个所述多个印模改变所述感光性材料的厚度。
13.根据权利要求10所述的多层光盘的制造方法，其特征在于：所述校对环规工序包括：准备涂敷有感光材料的多个基片的工序、通过由记录光照射所述感光性材料的被选择的区域，形成包含蛇行引导槽的图形的潜像的记录工序、通过对所述感光性材料进行显像，制作具有所述图形的多个原盘的显像工序、根据所述多个原盘制造所述多个印模的工序，对所述多个印模中的每一个印模改变所述引导槽的侧面倾斜角度。
14.根据权利要求13所述的多层光盘的制造方法，其特征在于：在所述显像工序之后，通过进行对所述原盘的加热处理来改变所述引导槽的侧面倾斜角度。
15.根据权利要求13所述的多层光盘的制造方法，其特征在于：在所述校对环规工序之后，在所述复制工序之前，通过对所述印模进行等离子处理来改变所述引导槽的侧面倾斜角度。
16.根据权利要求15所述的多层光盘的制造方法，其特征在于：在所述等离子处理中使用氩及/或氧。
17.根据权利要求10至16的中任意一项所述的多层光盘的制造方法，其特征在于：在所述记录工序中，对应正弦波形和矩形波形的组合图形来偏转所述记录光。
18.根据权利要求17所述的多层光盘的制造方法，其特征在于：在所述正弦波形部和所述矩形波形部的之间变化所述记录光的偏转量。
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