JP2004013945A - Device and method for initializing phase transition type recording medium - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録材料として相変化材料を用いた情報記録層を有する多層型の記録媒体について、その初期化技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年におけるＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等のデジタルメディアや、コンピュータ機器の普及に伴い、映像やデータの情報記録媒体としての光ディスク（光学式ディスク）の大容量化が求められている。また、デジタル方式のテレビジョン放送（デジタルハイビジョン放送）が予定されており、光ディスクについては今後も更に大容量化が求められるものと予測される。このような状況の中、相変化記録材料を用いて複数の情報記録層を形成した、書換型の多層光ディスク（所謂、相変化型多層光ディスク）の開発が進められている。
【０００３】
この相変化型多層光ディスクのうち、例えば、二層の情報記録層を有するタイプ（二層光ディスク）については、ポリカーボネート等からなる支持基板、相変化情報記録層（第二情報記録層）、情報の記録再生を行うレーザー光に対して透明で数十μｍ程度の厚みを有する中間層、相変化情報記録層（第一情報記録層）、記録再生用レーザー光に対して透明な光透過保護層が順次積層された構造を有する。そして、光ディスクに係る情報の記録再生を行う場合には、レーザー光が光透過保護層側から照射される。
【０００４】
尚、相変化型光ディスクには、二層タイプに限らず、単層ディスク（情報記録層を一層だけ有するもの）が知られているが、層数の如何に関わらず、市場に出荷する前には「初期化」と呼ばれる処理工程を必要とする。つまり、相変化型光ディスクでは、一般にスパッタリング装置を用いて記録材料をポリカーボネート等の基板上に成膜する工程が行われ、成膜工程を終えた段階では相変化型記録材料の相状態が、「ａｓ−ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ」と呼ばれる非晶質に近い状態になっている。相変化型光ディスクにおいて情報記録を行うときには、相変化記録層の状態が結晶状態である事が要求されるので、成膜直後の非晶質状態を結晶状態に変化させる工程（初期化工程）が必要である。
【０００５】
現在広く用いられている初期化装置では、ディスクを回転させるとともに、初期化の対象となる情報記録層上に、対物レンズを用いてレーザー光を集光して照射し、該レーザー光をディスクに対して相対的に変化させること、つまり、ディスク半径方向に内周側から外周側へ又は外周側から内周側へと走査することで、相変化記録材料を加熱処理して情報記録層全面の結晶化を行っている。尚、このときに情報記録層上に集光されるレーザー光のビーム幅については、ディスクの回転方向に沿う方向（円周方向）において１μｍ程度とされ、ディスクの半径方向に沿う方向（動径方向）には数十μｍ乃至数百μｍ程度とされる。また、レーザー光を、ディスク半径方向に沿って移動させるときの、ディスク１回転当りの送りピッチについては、ディスク半径方向におけるレーザー光の幅以下とされる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の初期化装置を用いて、相変化型多層光ディスクの情報記録層について初期化を行う場合には、情報記録層間の厚みが、微視的にみて均一でないことに起因する弊害が問題となる。
【０００７】
例えば、二層ディスクの場合、第一情報記録層と第二情報記録層との間に位置する中間層の厚みムラによって発生する光干渉に起因して、光強度変調が情報記録層上で発生する。
【０００８】
ここで、初期化光（初期化工程で用いるビーム光）に係る層間の干渉により引き起こされる、情報記録層上での光強度変調の原理について、やや詳しく説明すると、以下のようになる。
【０００９】
先ず、第一情報記録層上に入射した入射光が該記録層を透過した後、中間層を透過して第二情報記録層に照射される。そして、第二情報記録層で反射した後、再び第一記録層上に戻る光が、第一情報記録層上で入射光と干渉する現象（これを「層間干渉」と呼ぶ。）が生じる。
【００１０】
ここで、第二情報記録層から第一情報記録層へと戻るレーザー光のことを、以下では「戻り光」と呼ぶことにし、また、第一情報記録層上にて、入射光と戻り光について層間干渉を起して第一情報記録層上でのレーザー光のエネルギー密度が、入射光の第一情報記録層上でのエネルギー密度より強まる領域を「明部」、入射光の第一情報記録層上でのエネルギー密度より弱まる領域を「暗部」と定義する。
【００１１】
層間干渉により第一情報記録層上で光強度が高くなるか又は低くなるかについては、中間層の厚みや、初期化光の波長及び当該波長における屈折率によって決まる。
【００１２】
中間層の厚みは数十μｍ程度とされるが、微視的には不均一性（厚みムラ）を有する。つまり、その厚みが厳密には一定でない（厚みムラはディスク面内において０ではなく、１μｍ程度は存在する。）。そして、中間層厚の変化に対する層間干渉に起因して、情報記録層上での光強度変調については、数百ｎｍ（ナノメートル）程度の周期で発生する。尚、このような層間干渉の結果として、情報記録層上での光強度が変動するが、光強度がほぼ一定であるためには、数十μｍ程度の中間層厚に対して数十ｎｍの精度でもって層形成をしなければならない。しかしながら、このような膜厚制御は実質上不可能である。
【００１３】
また、中間層の厚みは、一般に光ディスクの面内において一様ではないため、初期化を行った後の情報記録層の状態（初期化状態）は、ディスク面内での場所に応じて異なるパワー（光強度）で初期化された状態となる。
【００１４】
相変化型光ディスクの記録再生信号特性（信号の記録や再生上の特性）については、一般に初期化パワーの影響を受け、最適な初期化パワーが存在するため、中間層の厚みムラに起因する初期化パワーの変動が顕著である場合には、光ディスクの記録再生信号特性を悪化させる原因となる。
【００１５】
尚、中間層の厚みを正確に制御することによってこの問題を解決する方法が理論的には存在するが、既述のように中間層厚の許容範囲に関して数十ｎｍ以下の精度で形成しなければならず、実質上不可能であるか又は可能であったとしても非常にコストがかかってしまう。
【００１６】
そこで、本発明は、相変化型多層記録媒体の情報記録層について、層間の光干渉による影響を抑えて、均質な初期化を行うことを課題とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した課題を解決するために、複数の情報記録層を含む多層構造の相変化型記録媒体について、該情報記録層のうち、相変化型情報記録層として成膜された記録層に対して、異なる波長を有する複数のレーザー光を同時に照射することで、当該記録層の状態を変化させて初期化を行うものである。
【００１８】
従って、本発明によれば、波長の異なる複数のレーザー光を用いた同時照射によって、層間干渉による初期化への影響を低減することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明は、初期化工程の際、初期化光に生ずる層間の光干渉による初期化ムラを低減して、良質な初期化を行えるようにすることを目的とする。つまり、初期化装置及び方法に関して、目的達成のために、異なる波長を有する２つのレーザー光を、１つの情報記録層に同時照射する構成及び方法を提案するものである。
【００２０】
本発明では、複数の情報記録層を含む多層構造の相変化型記録媒体を対象とし、情報記録層のうちのある層が相変化型情報記録層として成膜されていることが前提とされる。尚、相変化型記録媒体の形状については、その如何を問わないので、ディスク状、テープ状、カード状等、各種形態への適用が可能である。
【００２１】
図１及び図２は、二層構造を有する多層光ディスクの一例について概略的に示したものであり、図１が斜視図を示し、図２が断面構造を示す。
【００２２】
相変化型記録媒体１（本例では、多層光ディスク）において、図１に示すように、中心円孔１ａの周囲に位置する内周縁寄りの部分がクランプ領域ＣＡとされ、その外周側に情報記録再生領域ＲＡが設けられている。
【００２３】
そして、この多層光ディスクの断面構造については、図２に示すように、支持基板２の上に、第二情報記録層３、中間層４、第一情報記録層５、光透過層（保護層）６が順次に積層された構成を有する。
【００２４】
第二情報記録層３と第一情報記録層５については、相変化型情報記録層として成膜された記録層とされ、図２に矢印で示す、レーザー光の照射方向（入射方向）を基準として、図の上方に位置する記録層を第一情報記録層５とし、図の下方に位置する記録層を第二情報記録層３として両者を区別している。
【００２５】
第二情報記録層３に対して、支持基板２とは反対側には、信号記録再生用のレーザー光波長に関して透明であって、図２に「Ｄ」で示す厚み（例えば、３０μｍ）を有する中間層４が形成されている。そして、この中間層４の上方、つまり、第二情報記録層３とは反対側に、第一情報記録層５が形成されている。
【００２６】
第一情報記録層５上には光透過層６が積層されており、例えば、９０μｍの厚みをもち、信号記録再生用レーザー光が、光透過層６の側から入射される。
【００２７】
このように、本例では、支持基板２上に第二情報記録層３、中間層４、第一情報記録層５、光透過保護層６が順次積層された構成とされているが、これに限らず、光透過層６を設けない構成、つまり、支持基板２上に第二情報記録層３、中間層４、第一情報記録層５が順次積層された構成でも構わない。また、本例において、第一及び第二情報記録層については、いずれも相変化型情報記録層とされているが、本発明の適用においては、第一、第二の情報記録層のうち少なくとも一方が相変化型情報記録層として形成されていれば良い。
【００２８】
以下では、上記の構成を有する多層光ディスクにおいて、相変化材料を記録材料とする第一情報記録層５の初期化を例にして説明する（尚、第二情報記録層３の初期化についても、第一情報記録層５の初期化と同じ原理を用いて良好に初期化を行うことができる。）。
【００２９】
図３は、本発明に係る初期化装置の構成例を示すものである。
【００３０】
初期化装置７は、情報記録層の状態を変化させる、つまり、成膜直後の非晶質状態を結晶状態に変化させるためにレーザー照射を行って初期化する装置である。この初期化装置７は、相変化型記録媒体１の回転手段８と、相変化型記録媒体１に対してレーザー照射を行う移動光学系（光源部）９を備えている。
【００３１】
相変化型記録媒体１は、回転手段８を構成するスピンドルモータ８ａにより回転駆動され、この回転する相変化型記録媒体１（本例では、多層光ディスク）に対して移動光学系９により初期化光（波長の異なるレーザー光）が照射されるようになっている。
【００３２】
移動光学系９は、図示しない駆動手段によって相変化型記録媒体１に対して相対的に移動することができる構成を備えている。つまり、本例では、多層光ディスクの半径方向（図３に両向き矢印Ａに示す方向）に沿って、該ディスクの内周側から外周側へ（又はその逆向きに）と移動しながら、レーザー光照射を行う。そのために、異なる波長を有する複数のレーザー光を相変化型記録媒体１（の情報記録層）に対して同時に照射するための光源１０を備えており、本例では２つのレーザー光源１１、１２を有する。つまり、波長「λ１」のレーザー光源１１と、波長「λ２」のレーザー光源１２が設けられている。
【００３３】
コリメートレンズ１３、１４は、各レーザー光源に対してそれぞれに設けられていて、レーザー光源１１から出射された拡散光はコリメートレンズ１３により平行光となる。同様に、レーザー光源１２から出射された拡散光はコリメートレンズ１４により平行光となる。
【００３４】
光学素子１５は、各コリメートレンズ１３、１４を通過してきた光を合成するものであり、当該素子を透過した光は、ビームスプリッタ１６をそのまま透過した後、反射ミラー１７によって光路変更を受ける。
【００３５】
反射ミラー１７からの反射光は、対物レンズ１８によって集光されて相変化型記録媒体１の情報記録層（本例では、第一情報記録層５）に対して照射される。
【００３６】
尚、図に一点鎖線の四角枠内に示す移動光学系９において、実線で示す矢印は、光源１０から発した後、相変化型記録媒体１に向かう光の向きを示している。また、破線で示す矢印は、相変化型記録媒体１から戻ってくる光の向きを示している。
【００３７】
多層光ディスクから移動光学系９に戻る光については、対物レンズ１８から、反射ミラー１７、ビームスプリッタ１６へと到達し、ここで反射された光（往路と復路との偏光状態の違いによる。）は、集光レンズ１９を介して光検出部（フォトディテクタ）２０へと導かれる。つまり、集光レンズ１９及び光検出部２０は、相変化型記録媒体１から戻ってくる光をモニタリングして、フォーカスサーボ制御を行うために必要とされ、例えば、図示しない制御回路（フォーカス制御回路）によって制御される駆動手段（アクチュエータ等）によって対物レンズ１８又は当該レンズを含む光学系についてフォーカス駆動制御が行われる。
【００３８】
尚、レーザー光源１１や１２からそれぞれ出射された光は、対物レンズ１８により多層光ディスクの第一情報記録層５（又は第二情報記録層３）に対して選択的に集光されて照射されるので、レーザー光源１１、１２から出射される各々の光については、情報記録層の面内で同じ位置に焦点を結ぶ事が望ましい。また、本例では２つのレーザー光源を用いる構成を示しているが、１つの光源を用いて波長の異なる複数のレーザー光を出力する構成形態でも構わない。
【００３９】
図４は、レーザー光を第一情報記録層５に対して集光する場合の、ディスク内での光の様子を概略的に示したものである。
【００４０】
対物レンズ１８によって集光されて、相変化型記録媒体１に入射される光線（矢印「Ｉ」参照。）は、光透過層６を透過して第一情報記録層５に到達し、反射光（矢印「Ｒ」参照。）と透過光とに別れる。
【００４１】
そして、透過光（図には光線「Ｌｔ」で示す。）は、中間層４を透過し、第二情報記録層３で反射して第一情報記録層５への戻り光（図には光線「Ｌｂ」で示す。）となって、再び第一情報記録層５を照射する。この戻り光と入射光は、第一情報記録層５上で干渉するので（層間干渉）、入射光と戻り光の各光量の単純和とは異なる強度分布が得られることになる。
【００４２】
第一情報記録層５上での層間干渉による光強度変調度について、下表１の設定値を用いて計算した結果を図５に示す。尚、図の横軸には、中間層厚（単位：μｍ）をとり、縦軸には第一情報記録層５上の光強度（入射光量で規格化した相対値を示す。）をとっており、本例では、初期化光の波長について、８１０ｎｍと８１５．４ｎｍを設定している（グラフについては、各波長のレーザー光を初期化光として、別々に照射した場合を示す。）。
【００４３】
【表１】
図５に示す様に、中間層厚によって第一情報記録層５上での初期化光の強度は大きく変動する。そして、各波長については、中間層厚に変化に対して光強度が波状に変化し、周期性が認められる。その変動周期については、初期化波長が８１０ｎｍ程度の場合、０．２７μｍ程度であり、これは実際の中間層材料に係る膜厚のムラ（１μｍ程度）よりも小さい。
【００４５】
また、図５から分かるように、干渉強度（光強度）において明部や暗部（グラフの山谷の部分）となる中間層厚は初期化波長によって異なる。例えば、８１０ｎｍのグラフと８１５．４ｎｍのグラフとでは、位相的にほぼ逆相の関係を有しているので、中間層厚１９μｍ付近では、波長８１０ｎｍの光に関して谷部（暗部）を示し、波長８１５．４ｎｍの光に関して山部（明部）を示す。
【００４６】
図６は、図５に示した２つの波長による光強度を足し合わせた場合のグラフを示しており、横軸には、中間層厚（単位：μｍ）をとり、縦軸には第一情報記録層５上の光強度（波長の異なる２光に係る入射光量の和で規格化した相対値を示す。）をとっている。尚、初期化光（２光）の波長については、８１０ｎｍ及び８１５．４ｎｍを設定している。
【００４７】
第一情報記録層５に対して、異なる波長のレーザー光を同時に照射した場合には、中間層厚の変化に対して、光強度の変動が低減されることが図５と図６との対比から分かる。
【００４８】
つまり、中間層厚の変化に対して、波長８１０ｎｍのレーザー光と波長８１５．４ｎｍのレーザー光とでは、光強度において逆相関係にあり、従って、中間層厚の変化に対して相反する光強度変調の傾向を示す二波長の光を同時に使用すること（あるいは、明部及び暗部の関係が互いに異なる２つの波長の光を重ね合わせること）によって、図６に示すように、中間層厚の変化に対して変動の少ない光量をもって第一情報記録層５上に照射することができる。その結果、中間層について、ディスク内における膜厚の変動、例えば、製造誤差による厚みのバラツキや環境変動（温度変化等）による厚み変化等が生じた場合でも、情報記録上に一様なエネルギーをもって光照射を行うことが可能になる。
【００４９】
中間層厚を、ある値に固定したとして、上記レーザー光源によるレーザー光の波長λ１、λ２について、互いに明部と暗部の関係（つまり、一方の波長において明部を示す場合に、他方の波長において暗部を示す関係）をもつためには、中間層の屈折率（波長λ１又λ２における屈折率）を「ｎ」、中間層の厚さを「ｄ」と記し、「Ｎ」を０以上の整数とするとき、「ｎ×ｄ×｜１／λ１−１／λ２｜」が、「（０．５＋Ｎ）／２」に等しいか又はほぼ等しくなるように、λ１及びλ２の値を設定することが望ましい。
【００５０】
例えば、λ１、λ２が以下の式を満たせば良い。
【００５１】
ｎ×ｄ×｜１／λ１−１／λ２｜ ≒ （０．５＋Ｎ）／２ −（式１）
尚、ここで、「｜Ｘ｜」は、Ｘの絶対値を示す。
【００５２】
上表１のメディア条件（設定条件）を用いた場合において、λ１の値を８１０ｎｍに固定し、Ｎの値を０、１、２、３に設定したときの、それぞれのレーザー波長λ２の値を示す。
【００５３】
【表２】
図７及び図８は、この表２に記載した波長λ２の値と、λ１値（＝８１０ｎｍ）を用いた場合の、中間層厚変化に対する層間干渉強度変調の様子を示したものである。尚、横軸には、中間層厚（単位：μｍ）をとり、また、縦軸には第一情報記録層５上の光強度（波長の異なる２光に係る入射光量の和で規格化した相対値を示す。）をとっているが、初期化光の波長λ１、λ２の組み合わせは、Ｎの値に応じて異なる。
【００５５】
これらの図から分かるように、広範囲の中間層厚に対して、層間干渉による強度変調を抑えるためには、上記したＮの値が極力小さい方が好ましく、特に、「Ｎ＝０」の設定が望ましい（図６に示す例が、上記の（式１）でＮ値をゼロした場合に相当する。）。
【００５６】
以上のように、相変化型記録媒体の基板に第一情報記録層及び第二情報記録層が形成されるとともに、両層の間に中間層が形成されている場合には、中間層の厚みやレーザー光の波長の違いが、層間干渉に大きく影響し、初期化工程の質を左右するため、初期化方法においては、相変化型情報記録層（第一情報記録層又は第二情報記録層）に対して、異なる波長を有する複数のレーザー光を同時に照射する工程が必要となる。
【００５７】
つまり、相変化型の多層光ディスクの初期化工程において、異なる波長を有するレーザー光を用いて作業を行うことにより、各情報記録層間（二層タイプでは、第一情報記録層及び第二情報記録層の間）の層間干渉によって発生する、初期化光の光強度変調による初期化ムラを低減することで、良好な初期化を実現することができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上に記載したところから明らかなように、請求項１や請求項４に係る発明によれば、波長の異なる複数のレーザー光を用いた同時照射によって、層間干渉による初期化への影響を低減することで、良質（均質）な初期化を行うことができる。よって、相変化型記録媒体の品質を向上させることができる。
【００５９】
請求項２や請求項５に係る発明によれば、中間層に係る微視的な不均一の影響による、初期化パワー（光強度）の変動を低減することで、相変化型記録媒体に係る記録再生特性の劣化を防止することができ、性能及び信頼性を向上させることができる。
【００６０】
請求項３や請求項６に係る発明によれば、２波長λ１、λ２の値について、中間層厚の変化に対する初期化光の光強度変化が互いに打ち消される（明部と暗部の関係が、各波長で逆相関係となる）ように設定することにより、初期化光の強度変動を最小限に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】多層型の光ディスクを概略的に示す斜視図である。
【図２】多層型の光ディスクの層構成について一例を示す概略断面図である。
【図３】本発明に係る初期化装置の光学系を示す模式図である。
【図４】ディスク内への光照射の様子を概念的に示す図である。
【図５】情報記録層における層間干渉による光強度変調度について計算結果を示すグラフ図である。
【図６】異なる２波長のレーザー光を同時に第一情報記録層に照射した場合の、当該情報記録層上での光強度を示すグラフ図である。
【図７】図８とともに、異なる２波長のレーザー光を同時に第一情報記録層に照射した場合の、当該情報記録層上での光強度を示すグラフ図であり、本図は、Ｎ値を変えた場合（Ｎ＝０、１）の特性を示す。
【図８】Ｎ値を変えた場合（Ｎ＝２、３）の特性を示す図である。
【符号の説明】
１…相変化型記録媒体、３、５…情報記録層、３…第二情報記録層、４…中間層、５…第一情報記録層、７…初期化装置、１０…光源[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an initialization technology for a multilayer recording medium having an information recording layer using a phase change material as a recording material.
[0002]
[Prior art]
With the spread of digital media such as DVD (Digital Versatile Disk) and computer equipment in recent years, there is a demand for increasing the capacity of optical discs (optical discs) as information recording media for video and data. In addition, digital television broadcasting (digital high-definition broadcasting) is scheduled, and it is expected that optical discs will be required to have a larger capacity in the future. Under such circumstances, development of a rewritable multilayer optical disk (a so-called phase change multilayer optical disk) in which a plurality of information recording layers are formed using a phase change recording material is being advanced.
[0003]
Among the phase change type multi-layer optical discs, for example, for a type having two information recording layers (double-layer optical disc), a support substrate made of polycarbonate or the like, a phase change information recording layer (second information recording layer), An intermediate layer that is transparent to laser light for recording and reproduction and has a thickness of about several tens of micrometers, a phase change information recording layer (first information recording layer), and a light transmission protection layer that is transparent to recording and reproduction laser light. It has a structure that is sequentially laminated. When recording and reproducing information on the optical disk, a laser beam is irradiated from the light transmission protection layer side.
[0004]
Incidentally, the phase change optical disk is not limited to the two-layer type, but a single-layer disk (one having only one information recording layer) is known. Requires a processing step called "initialization". That is, in a phase-change optical disc, a step of depositing a recording material on a substrate such as a polycarbonate using a sputtering apparatus is generally performed. At the stage after the deposition step, the phase state of the phase-change recording material changes to “ It is in a state close to amorphous called "as-deposited". When information is recorded on a phase change optical disk, the phase change recording layer is required to be in a crystalline state. Therefore, a step of changing an amorphous state to a crystalline state immediately after film formation (initialization step) is required. is necessary.
[0005]
With the initialization device widely used at present, the disk is rotated and the laser beam is condensed and irradiated using the objective lens on the information recording layer to be initialized. By changing the phase change recording material relative to the entire surface of the information recording layer, the phase change recording material is heat-treated by scanning from the inner circumference to the outer circumference or from the outer circumference to the inner circumference in the disk radial direction. Crystallized. The beam width of the laser beam focused on the information recording layer at this time is about 1 μm in the direction (circumferential direction) along the direction of rotation of the disk, and the direction (radial radius) along the radial direction of the disk. Direction) is several tens μm to several hundred μm. When the laser light is moved in the radial direction of the disk, the feed pitch per one rotation of the disk is equal to or less than the width of the laser light in the radial direction of the disk.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when the initialization is performed on the information recording layer of the phase change type multilayer optical disc using the initialization device, there is a problem that the thickness between the information recording layers is not microscopically uniform. It becomes.
[0007]
For example, in the case of a two-layer disc, light intensity modulation occurs on the information recording layer due to optical interference caused by thickness unevenness of the intermediate layer located between the first information recording layer and the second information recording layer. I do.
[0008]
Here, the principle of light intensity modulation on the information recording layer caused by interference between layers related to initialization light (beam light used in the initialization step) will be described in some detail as follows.
[0009]
First, after the incident light incident on the first information recording layer passes through the recording layer, it passes through the intermediate layer and irradiates the second information recording layer. Then, a phenomenon occurs in which light reflected on the second information recording layer and returned to the first recording layer again interferes with the incident light on the first information recording layer (this phenomenon is referred to as “interlayer interference”).
[0010]
Here, the laser light returning from the second information recording layer to the first information recording layer is hereinafter referred to as “return light”, and the incident light and the return light are reflected on the first information recording layer. A region where the laser beam energy density on the first information recording layer is higher than the energy density of the incident light on the first information recording layer due to interlayer interference is referred to as a “bright portion”, and the first information of the incident light An area on the recording layer where the energy density is weaker is defined as a “dark part”.
[0011]
Whether the light intensity increases or decreases on the first information recording layer due to interlayer interference depends on the thickness of the intermediate layer, the wavelength of the initialization light, and the refractive index at the wavelength.
[0012]
The thickness of the intermediate layer is about several tens of μm, but has microscopic non-uniformity (thickness unevenness). That is, the thickness is not strictly constant (thickness unevenness is not 0 in the disk surface but exists about 1 μm). Light intensity modulation on the information recording layer occurs at a period of about several hundred nm (nanometers) due to interlayer interference with respect to a change in the thickness of the intermediate layer. Incidentally, as a result of such interlayer interference, the light intensity on the information recording layer fluctuates. However, in order for the light intensity to be almost constant, a thickness of several tens nm is required for an intermediate layer thickness of about several tens μm. The layers must be formed with precision. However, such film thickness control is practically impossible.
[0013]
In addition, since the thickness of the intermediate layer is generally not uniform in the plane of the optical disc, the state of the information recording layer after initialization (initialized state) differs depending on the location in the disc plane. (Light intensity).
[0014]
The recording / reproducing signal characteristics (signal recording / reproducing characteristics) of a phase-change optical disk are generally affected by the initializing power, and there is an optimal initializing power. If the fluctuation of the activating power is remarkable, it causes deterioration of the recording / reproducing signal characteristics of the optical disk.
[0015]
Although there is theoretically a method for solving this problem by accurately controlling the thickness of the intermediate layer, as described above, the intermediate layer must be formed with an accuracy of several tens nm or less with respect to the allowable range of the thickness of the intermediate layer. Must be practically impossible or, if possible, very costly.
[0016]
Accordingly, an object of the present invention is to perform uniform initialization of an information recording layer of a phase-change multilayer recording medium while suppressing the influence of optical interference between layers.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a multi-layer phase-change recording medium including a plurality of information recording layers, wherein the recording layer formed as the phase-change information recording layer among the information recording layers By simultaneously irradiating a plurality of laser beams having different wavelengths, the state of the recording layer is changed to perform initialization.
[0018]
Therefore, according to the present invention, the simultaneous irradiation using a plurality of laser beams having different wavelengths can reduce the influence of the interlayer interference on the initialization.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to reduce initialization unevenness due to optical interference between layers generated in initialization light at the time of an initialization step, thereby enabling high-quality initialization to be performed. In other words, the present invention proposes a configuration and a method of simultaneously irradiating two laser beams having different wavelengths to one information recording layer in order to achieve the purpose, with respect to the initialization apparatus and method.
[0020]
In the present invention, a phase change type recording medium having a multilayer structure including a plurality of information recording layers is targeted, and it is assumed that a certain layer of the information recording layers is formed as a phase change type information recording layer. . The shape of the phase-change recording medium is not limited, so that it can be applied to various forms such as a disk, a tape, and a card.
[0021]
1 and 2 schematically show an example of a multi-layer optical disc having a two-layer structure. FIG. 1 shows a perspective view, and FIG. 2 shows a cross-sectional structure.
[0022]
As shown in FIG. 1, in the phase change recording medium 1 (in this example, a multilayer optical disk), a portion near the inner peripheral edge located around the center
[0023]
As for the cross-sectional structure of this multilayer optical disc, as shown in FIG. 2, a second
[0024]
The second
[0025]
On the side opposite to the
[0026]
A light transmitting layer 6 is laminated on the first information recording layer 5 and has a thickness of, for example, 90 μm, and a signal recording / reproducing laser beam is incident from the light transmitting layer 6 side.
[0027]
As described above, in the present embodiment, the second
[0028]
Hereinafter, in the multilayer optical disc having the above-described configuration, the initialization of the first information recording layer 5 using a phase change material as a recording material will be described as an example (the initialization of the second
[0029]
FIG. 3 shows a configuration example of the initialization apparatus according to the present invention.
[0030]
The initialization device 7 is a device that changes the state of the information recording layer, that is, performs initialization by performing laser irradiation in order to change the amorphous state immediately after film formation into a crystalline state. The initialization device 7 includes a rotating unit 8 of the phase
[0031]
The phase-change
[0032]
The moving
[0033]
The
[0034]
The
[0035]
The reflected light from the reflection mirror 17 is condensed by the
[0036]
Incidentally, in the moving
[0037]
The light returning from the multilayer optical disk to the moving
[0038]
The light emitted from each of the laser light sources 11 and 12 is selectively converged by the
[0039]
FIG. 4 schematically shows the state of light in the disk when laser light is focused on the first information recording layer 5.
[0040]
Light rays (see arrow “I”) condensed by the
[0041]
The transmitted light (indicated by a light beam “Lt” in the figure) transmits through the
[0042]
FIG. 5 shows the result of calculating the light intensity modulation degree due to the interlayer interference on the first information recording layer 5 using the set values in Table 1 below. The horizontal axis of the drawing represents the thickness of the intermediate layer (unit: μm), and the vertical axis represents the light intensity on the first information recording layer 5 (a relative value normalized by the amount of incident light is shown). In this example, the wavelength of the initialization light is set to 810 nm and 815.4 nm (the graph shows the case where the laser light of each wavelength is separately irradiated as the initialization light).
[0043]
[Table 1]
As shown in FIG. 5, the intensity of the initialization light on the first information recording layer 5 greatly varies depending on the thickness of the intermediate layer. For each wavelength, the light intensity changes in a wave-like manner with respect to the change in the thickness of the intermediate layer, and periodicity is recognized. The fluctuation period is about 0.27 μm when the initialization wavelength is about 810 nm, which is smaller than the actual thickness unevenness (about 1 μm) of the intermediate layer material.
[0045]
Further, as can be seen from FIG. 5, the thickness of the intermediate layer, which is a bright portion or a dark portion (peak and valley portion in the graph) in the interference intensity (light intensity), differs depending on the initialization wavelength. For example, in the graph of 810 nm and the graph of 815.4 nm, there is a substantially phase-reversal relationship in phase. Therefore, near the middle layer thickness of 19 μm, a valley (dark part) is shown with respect to the light having a wavelength of 810 nm. A peak (bright) is shown for the light of 815.4 nm.
[0046]
FIG. 6 shows a graph in which the light intensities at the two wavelengths shown in FIG. 5 are added together. The horizontal axis represents the thickness of the intermediate layer (unit: μm), and the vertical axis represents the first information. The light intensity on the recording layer 5 (a relative value standardized by the sum of the incident light amounts of two lights having different wavelengths is shown) is taken. Note that the wavelengths of the initialization light (two lights) are set to 810 nm and 815.4 nm.
[0047]
When the first information recording layer 5 is irradiated with laser beams of different wavelengths at the same time, the change in light intensity is reduced with respect to the change in the thickness of the intermediate layer. You can see from
[0048]
In other words, the laser light having a wavelength of 810 nm and the laser light having a wavelength of 815.4 nm have an opposite phase relationship in the light intensity with respect to the change in the thickness of the intermediate layer. By simultaneously using two wavelengths of light showing a tendency of modulation (or by superimposing two wavelengths of light having different light and dark portions on each other), as shown in FIG. The first information recording layer 5 can be irradiated with an amount of light with little variation. As a result, even when the thickness of the intermediate layer varies in the disk, for example, a variation in thickness due to a manufacturing error or a variation in thickness due to environmental variation (temperature change, etc.), uniform energy can be recorded on information recording. Light irradiation can be performed.
[0049]
Assuming that the thickness of the intermediate layer is fixed to a certain value, the relationship between the bright portion and the dark portion with respect to the wavelengths λ1 and λ2 of the laser beam from the laser In order to have a dark portion, the refractive index of the intermediate layer (the refractive index at the wavelength λ1 or λ2) is described as “n”, the thickness of the intermediate layer is described as “d”, and “N” is an integer of 0 or more. In this case, it is possible to set the values of λ1 and λ2 such that “n × d × | 1 / λ1-1 / λ2 |” is equal to or substantially equal to “(0.5 + N) / 2”. desirable.
[0050]
For example, λ1 and λ2 may satisfy the following equations.
[0051]
n × d × | 1 / λ1-1 / λ2 | ≒ (0.5 + N) / 2− (formula 1)
Here, “| X |” indicates the absolute value of X.
[0052]
When the media conditions (setting conditions) in Table 1 above are used, the value of each laser wavelength λ2 when the value of λ1 is fixed at 810 nm and the value of N is set to 0, 1, 2, and 3 is Show.
[0053]
[Table 2]
FIGS. 7 and 8 show the state of the inter-layer interference intensity modulation with respect to the change in the thickness of the intermediate layer when the values of the wavelength λ2 and the λ1 value (= 810 nm) described in Table 2 are used. The abscissa represents the thickness of the intermediate layer (unit: μm), and the ordinate represents the light intensity on the first information recording layer 5 (normalized by the sum of the incident light amounts of two lights having different wavelengths). Relative values are shown), but the combination of the wavelengths λ1 and λ2 of the initialization light differs depending on the value of N.
[0055]
As can be seen from these figures, in order to suppress intensity modulation due to interlayer interference over a wide range of intermediate layer thickness, it is preferable that the value of N be as small as possible. In particular, it is preferable to set “N = 0”. Desirable (the example shown in FIG. 6 corresponds to the case where the N value is zero in the above (Equation 1)).
[0056]
As described above, when the first information recording layer and the second information recording layer are formed on the substrate of the phase change recording medium, and the intermediate layer is formed between the two layers, the thickness of the intermediate layer In the initialization method, the phase-change information recording layer (first information recording layer or second information recording layer) ) Requires a step of simultaneously irradiating a plurality of laser beams having different wavelengths.
[0057]
That is, in the initialization process of the phase-change type multilayer optical disc, by using laser beams having different wavelengths to perform the operation, each information recording layer (the first information recording layer and the second information recording layer Good initialization can be realized by reducing the initialization unevenness due to the light intensity modulation of the initialization light, which is generated by the interlayer interference of (1) and (2).
[0058]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the first and fourth aspects of the present invention, the simultaneous irradiation using a plurality of laser beams having different wavelengths reduces the influence of the interlayer interference on the initialization. Thus, good quality (homogeneous) initialization can be performed. Therefore, the quality of the phase change recording medium can be improved.
[0059]
According to the second and fifth aspects of the present invention, the phase change type recording medium is provided by reducing the fluctuation of the initialization power (light intensity) due to the microscopic unevenness of the intermediate layer. Deterioration of the recording / reproducing characteristics can be prevented, and performance and reliability can be improved.
[0060]
According to the third and sixth aspects of the present invention, for the values of the two wavelengths λ1 and λ2, the changes in the light intensity of the initializing light with respect to the change in the thickness of the intermediate layer cancel each other out (the relationship between the bright portion and the dark portion is By setting such that the wavelengths have an opposite phase relationship, it is possible to minimize the intensity fluctuation of the initialization light.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a multilayer optical disc.
FIG. 2 is a schematic sectional view showing an example of a layer configuration of a multilayer optical disc.
FIG. 3 is a schematic diagram showing an optical system of an initialization device according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram conceptually showing a state of light irradiation into a disk.
FIG. 5 is a graph showing a calculation result of a light intensity modulation degree due to interlayer interference in an information recording layer.
FIG. 6 is a graph showing the light intensity on the first information recording layer when laser beams of two different wavelengths are simultaneously irradiated on the first information recording layer.
FIG. 7 is a graph showing the light intensity on the first information recording layer when two different wavelengths of laser light are simultaneously irradiated on the first information recording layer, together with FIG. 8; The characteristics when changed (N = 0, 1) are shown.
FIG. 8 is a diagram showing characteristics when the N value is changed (N = 2, 3).
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
上記情報記録層のうち、相変化型情報記録層として成膜された記録層に対して、異なる波長を有する複数のレーザー光を同時に照射する光源を設けた
ことを特徴とする相変化型記録媒体の初期化装置。For a phase change recording medium of a multilayer structure including a plurality of information recording layers, for performing initialization by changing the state of the information recording layer, in the initialization device of the phase change recording medium,
A phase change recording medium, comprising: a light source for simultaneously irradiating a plurality of laser beams having different wavelengths to a recording layer formed as a phase change information recording layer among the information recording layers. Initialization device.
上記相変化型記録媒体の基板上に第一情報記録層及び第二情報記録層が形成されるとともに、両者の間に中間層が形成されており、
相変化型情報記録層とされる、上記第一情報記録層又は第二情報記録層に対して、上記光源からの、異なる波長を有する複数のレーザー光を同時に照射する
ことを特徴とする相変化型記録媒体の初期化装置。The initialization apparatus for a phase change recording medium according to claim 1,
A first information recording layer and a second information recording layer are formed on a substrate of the phase change recording medium, and an intermediate layer is formed between the two.
A phase change type information recording layer, wherein the first information recording layer or the second information recording layer is simultaneously irradiated with a plurality of laser beams having different wavelengths from the light source. Initializer for type recording media.
上記光源によるレーザー光の各波長を「λ１」、「λ２」とし、上記中間層の屈折率を「ｎ」、該中間層の厚さを「ｄ」と記し、「Ｎ」を０以上の整数とするとき、「ｎ×ｄ×｜１／λ１−１／λ２｜」が、「（０．５＋Ｎ）／２」に等しいか又はほぼ等しくなるように、λ１及びλ２の値が設定されている
ことを特徴とする相変化型記録媒体の初期化装置。The apparatus for initializing a phase change recording medium according to claim 2,
The respective wavelengths of the laser light from the light source are “λ1” and “λ2”, the refractive index of the intermediate layer is “n”, the thickness of the intermediate layer is “d”, and “N” is an integer of 0 or more. In this case, the values of λ1 and λ2 are set such that “n × d × | 1 / λ1-1 / λ2 |” is equal to or substantially equal to “(0.5 + N) / 2”. An apparatus for initializing a phase change recording medium, comprising:
上記情報記録層のうち、相変化型情報記録層として成膜された記録層に対して、異なる波長を有する複数のレーザー光を同時に照射する
ことを特徴とする相変化型記録媒体の初期化方法。For a phase-change recording medium having a multilayer structure including a plurality of information recording layers, performing initialization by changing the state of the information recording layer, in the initialization method of the phase-change recording medium,
A method for initializing a phase change recording medium, comprising simultaneously irradiating a plurality of laser beams having different wavelengths to a recording layer formed as a phase change information recording layer among the information recording layers. .
上記相変化型記録媒体の基板上に第一情報記録層及び第二情報記録層が形成されるとともに、両者の間に中間層が形成されており、
相変化型情報記録層とされる、上記第一情報記録層又は第二情報記録層に対して、異なる波長を有する複数のレーザー光を同時に照射する工程を備えている
ことを特徴とする相変化型記録媒体の初期化方法。The method for initializing a phase change recording medium according to claim 4,
A first information recording layer and a second information recording layer are formed on a substrate of the phase change recording medium, and an intermediate layer is formed between the two.
A phase change type information recording layer, comprising a step of simultaneously irradiating a plurality of laser beams having different wavelengths to the first information recording layer or the second information recording layer. Initialization method of the type recording medium.
上記レーザー光の各波長を「λ１」、「λ２」とし、上記中間層の屈折率を「ｎ」、該中間層の厚さを「ｄ」と記し、「Ｎ」を０以上の整数とするとき、「ｎ×ｄ×｜１／λ１−１／λ２｜」が、「（０．５＋Ｎ）／２」に等しいか又はほぼ等しくなるように、λ１及びλ２の値を設定する
ことを特徴とする相変化型記録媒体の初期化方法。The method for initializing a phase change recording medium according to claim 5,
The wavelengths of the laser light are "λ1" and "λ2", the refractive index of the intermediate layer is "n", the thickness of the intermediate layer is "d", and "N" is an integer of 0 or more. At this time, the values of λ1 and λ2 are set such that “n × d × | 1 / λ1-1 / λ2 |” is equal to or substantially equal to “(0.5 + N) / 2”. Initialization method for a phase change recording medium.
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