KR100939850B1 - 광정보 기록매체, 그 광측정방법 및 광정보 기록/재생방법 - Google Patents

광정보 기록매체, 그 광측정방법 및 광정보 기록/재생방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 2개 이상의 정보층(2 및 3)을 갖고, 상기 정보층(2 또는 3) 중의 어느 하나에 레이저빔이 조사되어 집속되는 것에 의해, 정보신호가 기록 또는 재생되는 광정보 기록매체로서, 상기 레이저빔의 입사측으로부터 바라볼 때의 가장 먼 정보층(3)보다 가까이 위치된 정보층(2)은 광학적으로 검출 가능한 2개의 상태 사이에서 변화하는 기록층을 갖고, 상기 기록층이 상태 (a)인 경우의 상기 보다 가까이 위치된 정보층(2)의 투과율을 Tc라 하고, 상기 기록층이 상태 (b)인 경우의 상기 보다 가까이 위치된 정보층의 투과율을 Ta라 하면,
0 ≤｜Tc - Ta｜/Tc ≤0.1
인 구성을 갖는다. 본 발명의 광정보 기록매체는 보다 가까운 정보층에 어떤 정보가 기록되어 있는지의 여부에 상관없이, 보다 먼 정보층에 정보를 정확히 기록할 수 있고, 보다 먼 정보층의 정보를 정확히 재생할 수 있다.
Figure R1020020062228
레이저빔, 정보층, 기록층

Description

광정보 기록매체, 그 광측정방법 및 광정보 기록/재생방법{OPTICAL INFORMATION RECORDING MEDIUM, ITS MEASURING METHOD AND OPTICAL INFORMATION RECORDING/REPRODUCING METHOD}
도 1은 본 발명의 제 1 실시예의 광정보 기록매체의 외관도 및 단면도.
도 2는 제 1 실시예의 제 1 정보층의 단면도.
도 3은 제 1 실시예의 C/N의 피크 파워 의존성을 나타내는 도면.
도 4의 (a) 및 (b)는 제 1 실시예의 평균 투과율 및 투과율비의 계산결과를 나타내는 도면.
도 5는 제 2 실시예의 제 1 정보층의 단면도.
도 6의 (a) 및 (b)는 제 2 실시예의 평균 투과율 및 투과율비의 계산결과를 나타내는 도면.
도 7은 제 1 실시예 및 제 2 실시예의 제 2 정보 기록층으로부터 재생된 신호의 파형을 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 다른 실시예의 광정보 기록매체의 외관도 및 단면도.
도 9의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 실시예의 제 1 광측정방법의 절차를 나타내는 개략도.
도 10의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 실시예의 제 2 광측정방법의 절차를 나타 내는 개략도.
도 11의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 실시예의 제 3 광측정방법의 절차를 나타내는 개략도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1 : 광디스크 2 : 제 1 정보층
3 : 제 2 정보층 4, 5 : 기판
6 : 중간층 7 : 대물렌즈
8 : 레이저빔 9 : 제 1 유전체층
10 : 제 2 유전체층 11 : 기록층
12 : 반사층 13 : 제 3 유전체층
본 발명은 광디스크와 같은 광정보 기록매체 등에 관한 것이다.
최근, 광학적으로 정보를 기록하는 매체로서 광디스크, 광카드 및 광테이프가 제안 및 개발되어 있다. 특히, 광디스크는 대용량 및 고밀도로 정보를 기록 및 재생할 수 있는 매체로서 주목되고 있다.
소거 가능형 광디스크형 중의 하나로 위상 변화형 광디스크가 있다. 위상 변화형 광디스크에 이용하는 기록 필름은 레이저빔으로 가열 또는 냉각하는 조건에 따라 비결정상태 또는 결정상태 중 어느 하나의 상태를 취하며, 2개의 상태는 서로 간에 가역성이 있다. 기록 필름의 광학 상수는 비결정상태 및 결정상태 사이에서 상이하다. 위상 변화형 광디스크에서, 한 상태 또는 다른 상태 또는 2개의 상태는 정보신호에 따라서 기록 필름에 선택적으로 형성되고, 그 결과로서 생기는 광학적 변화(즉, 투과율 또는 반사율의 변화)는 정보신호를 기록 또는 재생하는데 이용된다. 2개의 상태를 얻기 위해서, 정보신호는 이하의 방법으로 기록된다.
광디스크의 기록 필름이, 기록 필름의 온도를 그 융점 이상으로 상승시키는 펄스형태의 파워(이하, 피크파워라 칭함)로 조사될 때, 용융 부분은 레이저빔의 통과와 함께 급속히 냉각되어 비결정상태의 기록마크에 있다. 또한, 기록 필름에, 기록 필름의 온도를 그 결정화 온도 이상 또는 융점 이하의 온도까지 상승시키는 강도로 집속된 레이저빔(이하, 바이어스 파워라 칭함)이 조사될 때, 기록 필름의 조사되는 부분은 결정상태로 변환한다.
또한, 최근에는 광디스크의 고밀도화가 강력히 요구되고 있다. 그것에 관하여, 디스크의 두께 방향으로 2층 이상의 정보층을 갖고, 각 정보층에 정보를 기록하거나 각 정보층의 정보를 재생할 수 있는 다층 기록매체가 제안되어 있다.
그러나, 종래의 방법으로 기록이 레이저 입사측으로부터 보다 내측의 정보층에 행해질 때, 보다 내측의 정보층은 보다 가까운 정보층에 의해 영향을 받는 문제점이 있다.
예컨대, 정보 기록층의 기록/재생영역에 어떤 신호가 기록되어 있는지의 여부에 따라 그 층의 투과율이 다르다. 따라서, 보다 먼 정보층에 기록이 행해질 때, 보다 먼 정보층에 도달하는 레이저빔의 강도는 보다 가까운 정보 기록층 상의 레이저 스폿의 비결정영역 및 결정영역 사이의 비를 변화시켜 정확한 기록의 실행을 불가능하게 하는 문제점이 있다.
또한, 보다 먼 정보층 상의 데이터가 재생될 때, 보다 가까운 정보층의 기록 상태에 따르는 투과율의 변화는 재생신호의 품질을 저하시키는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여, 다층 기록매체의 보다 내측의 정보층에 데이터를 정확히 기록하고, 보다 내측의 정보층의 데이터를 정확히 재생시키는 광정보 기록매체 등을 제공하는데 목적이 있다.
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본 발명은, 2개의 정보층을 갖고, 상기 정보층 중의 어느 하나에 레이저빔이 집속되는 것에 의해 정보신호가 기록 또는 재생되며, 상기 레이저빔의 입사측으로부터 가장 먼 정보층보다 더 가까이 위치한 정보층이 광학적으로 검출 가능한 2개의 상태 사이에서 변화하는 기록층을 갖는 광정보 기록매체에 상기 레이저빔을 집속함으로써, 상기 정보층 중의 어느 하나에 의해 반사된 상기 레이저빔을 광검출기에 의해 수광하여 투과율의 변화를 측정하는 광 측정방법으로, 상기 더 가까이 위치한 정보층에 포함된 기록층 중, 상기 레이저빔이 투과하는 영역이 상기 2개의 상태 중 일방의 상태인 경우, 상기 더 가까이 위치된 정보층에 먼저 투과되어, 상기 가장 먼 정보층에 의해 반사된 후, 상기 더 가까이 위치된 정보층에 재투과되어 상기 광정보 기록매체로부터 출사하는 레이저빔의 강도 Sa를 상기 광검출기에 의해 측정하는 단계; 상기 더 가까이 위치한 정보층에 포함된 기록층 중, 상기 레이저빔이 투과하는 영역이 상기 2개의 상태 중 타방의 상태인 경우, 상기 더 가까이 위치한 정보층에 먼저 투과되어, 상기 가장 먼 정보층에 의해 반사된 후, 상기 더 가까이 위치한 정보층에 재투과되어 상기 광정보 기록매체로부터 출사하는 레이저빔의 강도 Sb를 상기 광검출기에 의해 측정하는 단계; 및 상기 Sa 및 Sb를 기초로 하여, 상기 더 가까이 위치한 정보층의 투과율의 변화를 도출하는 단계를 포함하며, 상기 더 가까이 위치한 정보층의 투과율 변화는, 투과율 비 (Tc - Ta) /Tc가
Figure 112009032611130-pat00027
로부터 얻어지도록 도출되며, 여기서, Tc는 상기 기록층이 상기 2개의 상태 중 일방의 상태인 경우 상기 더 가까이 위치한 정보층의 투과율이고, Ta는 상기 기록층이 상기 2개의 상태 중 타방의 상태인 경우 상기 더 가까이 위치한 정보층의 투과율이며, α는 상기 Sb가 측정될 때 상기 레이저빔이 투과되는 영역에 대한 기록 마크 영역의 비이고, 상기 2개의 상태는 미기록이나 소거상태 및 기록상태인 것을 특징으로 하는 광 측정방법이다.
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또, 본 발명은, 2개의 정보층을 갖고, 상기 정보층 중의 어느 하나에 레이저빔이 집속되는 것에 의해 정보신호가 기록 또는 재생되며, 상기 레이저빔의 입사측으로부터 가장 먼 정보층보다 더 가까이 위치한 정보층이 광학적으로 검출 가능한 2개의 상태 사이에서 변화하는 기록층을 갖는 광정보 기록매체에 상기 레이저빔을 집속함으로써, 상기 정보층 중의 어느 하나에 의해 반사된 상기 레이저빔을 광검출기에 의해 수광하여 투과율의 변화를 측정하는 광 측정방법으로, 상기 더 가까이 위치한 정보층에 포함된 기록층에서 상기 레이저빔이 투과하는 영역이 상기 2개의 상태 중 일방의 상태인 경우, 상기 레이저빔은 상기 더 가까이 위치한 정보층에 먼저 투과되어, 상기 가장 먼 정보층 상에 기록된 상기 정보신호에 의해 변조된 후, 상기 더 가까이 위치한 정보층에 재투과되어 상기 광정보 기록매체로부터 출사하며, 상기 출사하는 레이저빔의 변조진폭 A1을 상기 광검출기에 의해 측정하는 단계, 상기 더 가까이 위치한 정보층에 포함된 기록층에서 상기 레이저빔이 투과하는 영역의 일부 또는 전체가 상기 2개의 상태 중 타방의 상태인 경우, 상기 레이저빔은 상기 더 가까이 위치한 정보층에 먼저 투과되어, 상기 가장 먼 정보층 상에 기록된 상기 정보신호에 의해 변조된 후, 상기 더 가까이 위치된 정보층에 재투과되어 상기 광정보 기록매체로부터 출사하며, 상기 출사하는 레이저빔의 변조진폭 A2를 상기 광검출기에 의해 측정하는 단계, 및 상기 A1 및 A2를 기초로 하여, 상기 더 가까이 위치한 정보층의 투과율의 변화를 도출하는 단계를 포함하며, 상기 더 가까이 위치한 정보층의 투과율 변화는, 투과율 비 (Tc - Ta) /Tc가
Figure 112009032611130-pat00028
로부터 얻어지도록 도출되며, 여기서, Tc는 상기 기록층이 상기 2개의 상태 중 일방의 상태인 경우 상기 더 가까이 위치한 정보층의 투과율이고, Ta는 상기 기록층이 상기 2개의 상태 중 타방의 상태인 경우 상기 더 가까이 위치한 정보층의 투과율이며, α는 상기 Sb가 측정될 때 상기 레이저빔이 투과되는 영역에 대한 기록 마크 영역의 비이고, 상기 2개의 상태는 미기록이나 소거상태 및 기록상태인 것을 특징으로 하는 광 측정방법이다.
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바람직하게는, 본 발명은 상기 레이저빔의 변조진폭 A1 대신에 상기 변조진폭의 제로(0)레벨 및 상부 포락선 사이의 차 A1'가 측정되고, 상기 레이저빔의 변조진폭 A2 대신에 상기 변조진폭의 제로(0)레벨 및 상부 포락선 사이의 차 A2'가 측정되며, 상기 레이저빔의 변조진폭의 변화는 A1 및 A2를 기초로 하여 검출되는 대신에, 상기 레이저빔의 변조진폭의 상부 포락선의 변화가 A1' 및 A2'를 기초로 하여 검출되는 광측정방법이다.
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바람직하게는, 본 발명은 상기 더 가까이 위치한 정보층에 포함된 상기 기록층에서 상기 레이저빔이 투과하는 영역이 상기 2개의 상태 중 타방의 상태인 경우, 상기 가장 먼 정보층 상에 정보신호를 기록한 후, 변조진폭 A2를 측정하는 광 측정방법이다.
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바람직하게는, 본 발명은, 상기 Sb를 측정하는 경우, 상기 더 가까이 위치한 정보층의 기록층은 비결정상태의 다수의 기록 마크 및 그 주변의 결정부로 이루어진 상태인 광 측정방법이다.
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바람직하게는, 본 발명은 상기 Sb를 측정하는 경우, 상기 더 가까이 위치한 정보층의 기록층은 결정상태의 다수의 기록 마크 및 그 주변의 비결정부로 이루어진 상태인 광측정방법이다.
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또, 본 발명은, 상기 광 측정방법에 이용된 상기 Sb를 측정하는 경우, 상기 레이저빔이 투과하는 영역에 대한 기록마크 부분의 영역의 비를 α라 하면, 0 ≤｜1 - (Sb/Sa)1/2｜≤ 0.1α 인 구성을 갖는 것을 특징으로 하는 광정보 기록매체이다.
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또, 본 발명은, 상기 광 측정방법에 이용된 상기 A2를 측정하는 경우, 상기 레이저빔이 투과되는 영역에 대한 기록 마크부의 영역의 비를 α라 하면, 0 ≤｜1 - (A2/A1)1/2｜≤0.1α 인 구성을 갖는 광정보 기록매체이다.
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또, 본 발명은, 상기 광 정보 기록매체에 레이저빔을 조사함으로써, 정보신호를 기록 또는 재생하는 광 정보 기록/재생방법에 있어서, 상기 광정보 기록매체의 일측으로부터 2개 이상의 정보층 중의 하나에 상기 레이저빔을 조사함으로써, 정보신호를 기록 또는 재생하는 광정보 기록/재생방법이다.
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(실시예)
이하, 실시예를 참조하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.
(제 1 실시예)
도 1 및 도 2는 본 발명의 제 1 실시예의 광정보 기록매체의 개략도이다.
도 1의 광디스크의 단면은 도 2에 나타낸다. 도 2는 2개의 정보 기록층을 갖는 광디스크 및 그것에 레이저빔이 조사된 상태를 나타낸다. 광디스크(1)는 광원에 보다 가까이 위치된 제 1 정보층(2) 및 광원으로부터 보다 멀리 위치된 제 2 정보층(3)을 갖는다. 각 정보층은 기판(4 또는 5)에 홈(groove) 또는 위상피트(phase pit)를 미리 형성하고, 유전체층, 기록층, 반사층 등의 필름을 형성함으로써 제작된다. 기판(4 또는 5)은 자외선 경화수지 등으로 접착되어 중간층(6)을 형성한다.
이와 달리, 홈 또는 위상피트가 이미 형성된 기판(4)에 제 2 정보층(3)을 구성하는 각 층을 형성한 후, 홈 또는 위상피트를 갖는 중간층(6)을 결합시켜, 제 1 정보층(2)을 구성하는 각 층을 형성한 후, 기판(5)(커버층이라고도 칭함)을 형성하는 것이어도 된다.
기판(4 또는 5)으로는 유리, 수지 등의 투명한 평판이 이용된다. 이와 달리, 기판(4 또는 5)은 수지를 용제로 용해하고, 코팅하여 건조시켜 형성될 수 있다.
도 2는 도 1의 레이저빔의 입사측으로부터 바라볼 때 보다 가까운 정보층을 구성하는 제 1 정보층(2)의 구성의 일예를 나타내는 단면도이다.
기판(5) 상의 제 1 유전체층(9) 및 제 2 유전체층(10)으로서는, SiO2, SiO, TiO2, MgO 또는 GeO2와 같은 산화물, Si3N4, BN 또는 A1N과 같은 질화물, ZnS 또는 PbS와 같은 황화물이나 이들의 혼합물이 이용될 수 있다.
기록층(11)의 기록필름 재료로서는, 비결정상태 및 결정상태 사이의 위상변화가 있는 재료 예컨대, SbTe계, InTe계, GeTeSn계, SbSe계, TeSeSb계, SnTeSe계, InSe계, TeGeSnO계, TeGeSnAu계, TeGeSnSb계 또는 TeGeSb계 칼코겐(chalcogen) 화합물이 이용될 수 있다. Te-TeO2계, Te-TeO2-Au계, Te-TeO2-Pd계 또는 다른 어떤 산화물계 재료가 이용될 수도 있다. 이들 재료 중 어느 것은 결정상태(상태 (a)에 대응) 및 비결정상태(상태 (b)에 대응) 사이의 위상변화를 발생시킨다. 또한, 재료는 한 결정상태(상태 (a)) 및 다른 결정상태(상태(b)) 사이의 위상변화를 발생시키는 AgZn계 또는 InSb계 금속화합물일 수도 있다.
반사층(12)으로서는 Au, Ag, Al, Cu와 같은 금속재료 또는 소정파장에서 고반사율을 갖는 유전체 다층필름이 이용될 수 있다.
필름은 이들 재료로 진공 증착법 또는 스퍼터링법에 의해 형성될 수 있다.
또한, 제 2 정보층(3)은 반사된 광선의 광학적 변화를 레이저빔을 사용하여 정보로서 검출할 수 있으면 어떤 형태라도 된다. 제 1 정보층(2)과 유사하게, 제 2 정보층(3)은 상(phase)변화 기록층을 포함하는 다층필름, 또는 광자기 기록층 또는 색소층을 포함하는 다층필름이어도 된다. 또한, 제 2 정보층(3)은 기판(4)에 위상피트로서 기록되는 형태라도 된다.
본 발명의 요점은, 상술한 구성에 있어서의 각 층의 필름 두께를 적절하게 선택함으로써, 기록 전후(기록 상태 및 미기록(소거)상태)의 2가지 상태의 제 1 정보층(2)의 투과율을 동등화하여, 어떤 상태에서도, 기록 또는 재생시에 제 2 정보층(3)에 도달하는 레이저빔의 강도가 동등하게 유지될 수 있게 하는 것이다. 또, 제 2 정보층에 도달하는 레이저빔의 강도를 기록 및 재생을 행하기에 충분하게 하는 것이다. 또한, 이하에서는 미기록(소거) 부분이 결정상태이고, 기록부분이 미결정상태인 경우를 일예로서 설명한다.
제 1 정보층(2)의 투과율은 제 1 정보층을 구성하는 각 층의 재료의 광학 상수 및 필름 두께로부터 매트릭스법으로 공지된 계산에 의해 구해질 수 있는데(예컨대, 매트릭스법은 구보타 히로시 저 "파동광학(Wave Optics)" 이와나미 서점, 1971년 제 3장에 기재되어 있음), 이것은 참고로 본원에 통합되어 있다.
표 1은 제 1 실시예에서 시험적으로 제작된 디스크의 제 1 정보층(2)의 필름 두께 구성의 일예, 비결정상태(Ra) 및 결정상태(Rc)에서의 반사율, 비결정상태(Ta ) 및 결정상태(Tc)에서 자체 계산된 투과율, 비결정상태(Aa) 및 결정상태(Ac)에서의 흡수율, 비결정상태 및 결정상태 사이의 투과율비 (Tc - Ta)/Tc 및 평균 투과율 (Ta + Tc)/2를 나타낸다.
Figure 112002033522113-pat00001
제 1 실시예에서, 비결정상태 및 결정상태 사이의 기록 또는 재생시에 제 2 정보층(3)에 도달하는 레이저빔의 강도를 동등화하기 위해서는, 투과율비 (Tc - Ta)/Tc 의 절대값이 보다 작은 것이 바람직하다. 또한, 평균 투과율 (Ta + Tc)/2를 최대화하여, 기록 및 재생을 위한 제 2 정보층(3)에 도달하는 레이저빔의 강도를 충분한 레벨로 확보하는 것이 바람직하다. 제 1 실시예에서는 표 1에 나타낸 바와 같이, 기록층의 두께 ta, 반사층의 두께 tb, 제 1 유전체층의 두께 t1 및 제 2 유전체층의 두께 t2를 변화시킴으로써 제 1 정보층(2)의 투과율비 및 평균 투과율이 다른 6종류의 디스크를 작성하였다.
각 디스크는 이하의 방식으로 제작하였다. 기판(4)으로서는, 직경 120㎜ 및 두께 1.1㎜의 폴리카보네이트 플레이트를 이용하고, 자체의 표면에는 폭 0.25㎛, 피치(pitch) 0.32㎛ 및 깊이 20㎚의 나선형 홈을 형성하였다. 제 2 정보층(3)은 상기 기판(4)의 표면 상에 형성하였고, 두께 100㎚의 AgPdCu(광학 상수 0.32 내지 2.06 i)의 반사층, 두께 15㎚의 ZnS-SiO2(광학 상수 2.25 내지 0.00 i)의 유전체층, 두께 12㎚의 GeSbTe(결정상태의 광학 상수 1.78 내지 3.51 i 및 비결정상태의 광학 상수 3.31 내지 2.29 i)의 기록층 및 두께 60㎚의 ZnS-SiO2의 유전체층을 순차적으로 형성하였다.
다음에, 제 2 정보층(3)의 기록층을 비결정상태로부터 결정상태로 변화시켜 레이저빔을 조사함으로써 초기화시킨 후, 기판(4)과 동일한 홈 형상이 복사된 중간 층(6)을 형성하였다.
또한, 제 1 정보층(2)으로서는, 두께 tb㎚의 AgPdCu의 반사층, 두께 t2㎚의 ZnS-SiO2의 제 2 유전체층, 두께 ta㎚의 GeSbTe의 기록층 및 두께 t1㎚의 ZnS-SiO2의 제 1 유전체층을 순차적으로 형성하였다. 이들 필름을 형성한 후, 제 1 정보층(2)의 기록층을 비결정상태로부터 결정상태로 변화시켜 레이저빔을 조사함으로써 초기화시켰다.
최종적으로, 폴리카보네이트로 이루어진 기판(5)을 자외선 경화수지로 접착하였다. 접착부 및 기판(5)의 총 두께는 0.1㎜로 설정하였다.
기록 및 재생 시험은 이들 6종류의 다른 디스크를 이용하여 실행하였다. 각 디스크를 선속도 5m/s로 회전시키고, 디스크의 정보층(2 및 3) 중의 하나를 파장 405㎚의 반도체 레이지빔으로 조사하여, 개구수(NA) 0.85의 대물렌즈로 좁아지게 하였다.
기록 및 재생용 변조부호로서는 (8-16)변조를 이용하여, 변조 신호를 다중 펄스화하여 반도체 레이저를 발광시켰다. 마크 길이 3T는 0.20㎛가 되게 설정하였다.
이하, 도 3을 참조하여 기록파워 설정방법을 설명한다. 제 1 정보층(2) 상에 기록이 행해지지 않은 상태에서, 3T 주기신호는 피크파워를 변화시킴으로써 제 2 정보층(3) 상에 기록되고, 기록 후에 재생된 신호의 C/N을 측정하였다. C/N의 피크파워 의존성은 도 3에 나타낸 바와 같이 도시되는데, (C/N 포화값 -3dB)의 피크파 워는 Ppth로서 나타내고, 정보의 기록에 이용된 최적의 피크파워 Pps는 이하에 정의되어 있는 수학식 1로 계산하였다.
Figure 112002033522113-pat00002
최적의 바이어스 파워는 피크파워를 일정하게 유지하면서 바이어스 파워를 변화시켜, 3T 신호를 기록한 후 11T 신호를 재기입함으로써 최고의 소거율을 부여하는 바이어스 파워 Pbo로서 구하였다.
이하, 광원에 보다 가까이 위치된 제 1 정보층(2)이, 보다 멀리 위치된 제 2 정보층(3)에 미치는 영향을 설명한다.
랜덤신호를 제 1 정보층(2)의 최내주로부터 최외주까지의 하프 라운드(half round) 영역에 기록하였다.
또한, 3T 주기신호가 피크파워를 Pps 및 바이어스 파워를 Pbo로 하는 제 2 정보층(3) 상의 1트랙의 풀 라운드(full round)에 기록되어 이들 신호가 재생될 때, 도 7에 나타낸 바와 같이, 재생신호의 진폭은 제 1 정보층(2)의 미기록영역 및 기록영역에 해당하는 하프 라운드마다 변동하였다. 이들 재생신호의 포락선의 변화율을 측정하고, 제 1 정보층(2)에 대한 미기록영역에서의 재생신호의 진폭을 기준으로 하여 포락선 변화량을 구하였다. 또, 제 1 정보층(2)의 미기록영역에서의 재생신호의 진폭을 A1로 나타내고, 제 1 정보층(2)의 기록영역에서의 재생신호의 진폭을 A2로 나타내면, 포락선의 변화율은 이하의 수학식 2로 정의된다.
Figure 112002033522113-pat00003
이와 동시에, 재생신호의 에러율을 측정하였다.
포락선 변화율 및 에러율의 측정 결과는 표 2에 나타낸다.
Figure 112002033522113-pat00004
디스크 (1) 내지 (3)은 에러율에 대하여 일반적으로 허용된 한계값 1 ×10-4 이하의 양호한 에러율이 얻어진 반면, 디스크 (4) 내지 (6)의 에러율은 충분히 작지 않게 얻어졌다.
포락선 변화율은 디스크 (1) 내지 (4)에 대해서는 5% 이하로 양호하였지만, 디스크 (5) 내지 (6)에 대해서는 5% 이상이었다.
각 디스크의 제 2 정보층(3) 중의 재생신호를 2진회로 및 PLL(위상동기루프)회로로 이루어진 재생신호 처리회로 내에서 측정하였을 때, 디스크 (4) 내지 (6)은 포락선의 변동이 크기 때문에 2진회로의 동작이 불안정하고, 재생신호의 품질이 불 충분하기 때문에 PLL회로의 동작이 불안정하였다.
이들 결과는 이하의 이유에 기인하여 고려된다. 디스크 (1) 내지 (3)에서는, 제 1 정보층(2)의 기록영역의 투과율 및 미기록영역의 투과율이 거의 변화하지 않고, 제 1 정보층(2)의 기록 상태에 따라 제 2 정보층(3)에 도달하는 레이저빔의 강도가 거의 변화하지 않아서, 포락선이 거의 변화하지 않으므로, 2진 동작이 안정화되어 에러율이 감소된다고 생각된다. 따라서, 표 2에 나타낸 결과는 디스크 (1), (2) 및 (3)의 우수성을 나타내며, 표 1은 투과율비의 절대값이 10% 이하일 때, 1 ×10-4 이하의 양호한 에러율이 얻어지는 것을 나타낸다.
디스크 (4) 내지 (6)에서는, 제 1 정보층(2)의 평균 투과율이 낮고, 제 2 정보층(3)에 정보를 기록하거나 제 2 정보층(3)의 정보를 재생시에 제 2 정보층(3)에 도달하는 레이저빔의 강도가 낮으므로, 재생신호의 품질이 저하되어 에러율이 더욱 높아진다고 생각된다. 따라서, 표 2에 나타낸 결과는 디스크 (4), (5) 및 (6)의 열등성을 나타내며, 표 1은 평균 투과율이 40% 이하일 때, 에러율이 1 ×10-4 이상이면 충분히 양호하지 않다는 것을 나타낸다.
이들 측정결과로부터, 디스크 (1) 내지 (3)은 투과율비 (Tc - Ta)/Tc의 절대값이 10% 이하로 감소되고, 제 1 정보층(2)의 평균 투과율 (Ta + Tc)/2가 40% 이상으로 상승되기 때문에, 제 2 정보층(3)에 정보를 양호하게 기록하고, 제 2 정보층(3)의 정보를 양호하게 재생할 수 있다는 것을 알았다.
또한, 도 2에 나타낸 구성에서, 평균 투과율 (Ta + Tc)/2를 40% 이상으로 상승시키고, 투과율비 (Tc - Ta)/Tc의 절대값을 10% 이하로 감소시킬 수 있는 필름 두께 조건을 계산에 의해 상세하게 검사하였다. 도 4의 (a) 및 도 4의 (b)는 일예로서, 기록층의 두께 ta는 10㎚로 설정하고, 반사층의 두께 tb는 10㎚로 설정하며, 제 1 유전체층의 두께 t1 및 제 2 유전체층의 두께 t2가 변화하는 경우, 평균 투과율 (Ta + Tc)/2 및 투과율비 (Tc - Ta)/Tc의 변화를 나타내는 도면이다. 도 4에서, 레이저빔의 파장은 405㎚로 설정되고, 상부 유전체 및 하부 유전체의 필름 두께는 레이저빔의 파장(λ)을 기준으로 하는 광 길이로 나타낸다.
도 4의 (a)에서, 평균 투과율 (Ta + Tc)/2가 40% 이상인 유전체층의 필름 두께 및 도 4의 (b)에서, 투과율비 (Tc - Ta)/Tc의 절대값이 10% 이하인 유전체층의 필름 두께를 서로 양립시킬 수 있으면, 이들 기록층 및 반사층의 필름 두께의 결합은 제 1 정보층(2)이 제 2 정보층(3)에 정보를 양호하게 기록하고, 제 2 정보층(3)의 정보를 양호하게 재생시킬 수 있도록 구성될 수 있게 한다.
표 3은 기록층의 필름 두께 ta가 2㎚에서 32㎚로 변화하고, 반사층의 필름 두께 tb가 2㎚에서 32㎚로 변화할 때, 평균 투과율 (Ta + Tc)/2를 40% 이상 및 투과율비 (Tc - Ta)/Tc의 절대값을 10% 이하로 유지시킬 수 있는 제 1 정보층(2)이 구성될 수 있는지의 여부를 나타낸다.
표 3에서, Ｏ마크는 해당하는 필름 두께 ta 및 tb가 평균 투과율을 40% 이상 및 투과율비의 절대값을 10% 이하로 유지시킬 수 있다는 것을 나타낸다. 또한, ×마크는 어떤 ta 및 tb가 선택되더라도, 평균 투과율을 40% 이상 및 투과율비의 절대값을 10% 이하로 유지시킬 수 없다는 것을 나타낸다. 바꾸어 말하면, 도 4의 (a) 및 도 4의 (b)에서, 평균 투과율이 40% 내지 50% 및 투과율비가 -10% 내지 10%인 범위에는 어떤 영역도 없다.
도 4의 (a) 및 도 4의 (b)에 참조된 것과 유사한 계산이 각 기록층 및 반사층의 모든 결합에 대하여 행해지고, 유전체층의 필름 두께를 변화시켜 평균 투과율 및 투과율비가 양립할 수 있는 점이 발견되면, 조건을 만족시키는 제 1 정보층(2)이 구성될수 있다고 간주된다.
Figure 112002033522113-pat00005
표 3은 이하의 조건을 만족시키는 필름 두께가, 평균 투과율 40% 이상 및 투과율비의 절대값 10% 이하의 필요조건을 충족시킬 수 있는 구성을 제공하는 것을 나타낸다.
tb ≤18일 때 ta ≤12,
18 < tb ≤22일 때 ta ≤10, 및
22 < tb ≤30일 때 ta ≤32 - tb.
또한, 표 3은 상술한 평균 투과율 및 투과율비의 필요조건을 충족시키는 구성이 기록층 및 반사층을 모두 박막으로 구성하여 얻을 수 있다는 것을 나타낸다. 이것은 제 1 정보층(2)에서 광 흡수를 행하는 층이 주로 기록층 및 반사층이라는 것을 의미한다. 또한, 광원측으로부터 바라볼 때, 기록층이 반사층보다 가까이 있으므로, 기록층의 흡수율이 반사층의 흡수율보다 커서, 기록층의 필름 두께를 증가시키는 것은 반사층의 필름 두께를 증가시키는 것보다 투과율에 영향을 줄 수 있다.
또, 디스크 (1) 및 (3)에 대하여, 비결정상태에서의 기록층의 흡수율 Aa 및 결정상태에서의 기록층의 흡수율 Ac의 값을 계산하였을 때, 그 결과는 Aa > Ac 이었다. 이것은 디스크 (1) 및 (3)의 반사율을 Ra < Rc로 설정하였으므로, 투과율비의 절대값을 감소(즉, Tc 및 Ta를 동등화함)시키기 위해서는, 기록층의 흡수율(≤100% - 반사율 - 투과율)에 Aa > Ac의 관계를 부여함으로써 구성이 더욱 용이하게 이루어 지기 때문이다. 반대로, 디스크 (2)의 경우와 같이, 반사율이 Ra > Rc가 되게 하였을 경우, 상술한 필요조건을 만족시키는 구성은 기록층의 흡수율에 Aa < Ac의 관계를 부여함으로써 용이하게 얻어질 수 있다. Aa 및 Ac의 대소관계는 정보층을 구성하는 각 필름의 광학 상수 및 필름 두께에 따라 변화하지만, 비결정상태에서의 기록필름의 광학 상수가 na - ika로 설정되고, 결정상태에서의 기록필름의 광학 상수가 nc - ikc로 설정되면,
na + ka < nc + kc
인 경우, 기록필름의 흡수율로서 Aa > Ac 및 반사율로서 Ra < Rc 이므로, Tc 및 Ta가 실질상 동등화되는 구성을 용이하게 얻을 수 있다.
반대로,
na + ka > nc + kc
인 경우, 기록필름의 흡수율로서 Aa < Ac 및 반사율로서 Ra > Rc 이므로, Tc 및 Ta가 실질상 동등화되는 구성을 용이하게 얻을 수 있는 경향이 있다.
또한, 상술한 실시예의 기록층은 na + ka < nc + kc의 관계를 가지고 있기 때문에, 기록필름의 흡수율로서 Aa > Ac 및 반사율로서 Ra < Rc 이므로, Tc 및 Ta가 실질상 동등화되는 구성을 용이하게 얻을 수 있다.
상술한 것을 요약하면, 광학 상수가 어떤 값이 되더라도, 비결정상태에서의 Ra 및 Rc의 대소관계에 해당하는 Ta 및 Tc의 대소관계와, 결정상태에서의 Ra 및 Rc의 대소관계에 해당하는 Ta 및 Tc의 대소관계가 다른 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 제 1 실시예의 광정보 기록매체에서는, 투과율비 (Tc - Ta)/Tc의 절대값을 10% 이하로 감소시키고, 제 1 정보층(2)의 평균 투과율 (Ta + Tc)/2를 40% 이상으로 상승시킴으로써, 충분한 레이저빔의 강도가 제 2 정보층(3)에 도달하게 할 수 있고, 제 1 정보층(2)에 정보가 기록되었는지의 여부에 상관없이 정보를 정확하게 기록 및 재생되게 할 수 있다.
(제 2 실시예)
도 5는 레이저빔의 입사측으로부터 바라볼 때, 도 1의 정보층보다 가까이 구성된 제 1 정보층(2)의 구성의 일예를 나타낸 단면도이다. 제 2 실시예가 제 1 실시예와 다른점은 제 3 유전체층(13)이 반사층(12) 상에 제공된다는 것이다. 도 6은 기록층의 두께를 10㎚로 설정하고, 반사층의 두께를 10㎚로 설정하며, 제 3 유전체층의 두께를 10㎚로 설정하고, 제 1 유전체층 및 제 2 유전체층의 필름 두께가 변화하는 경우, 평균 투과율 (Ta + Tc)/2 및 투과율비 (Tc - Ta)/T c의 변화를 나타내는 도면이다. 도 6과 도 4를 비교하면, 기록층 및 반사층의 두께가 동일함에도 불구하고, 제 3 유전체층의 제공은 투과율비 (Tc - Ta)/Tc의 절대값이 10% 이하인 영역을 확장시킨다. 또한, 제 3 유전체층의 두께를 적절하게 선택하면, 평균 투과율을 향 상시키는 것도 가능하다. 그러므로, 제 3 유전체층은 제 1 정보층(2)의 구성의 자유도를 증가시키는 역할을 한다.
표 4는 제 1 실시예에서 시험적으로 제작된 디스크의 제 1 정보층(2)의 필름 두께 구성의 일예, 비결정상태(Ra) 및 결정상태(Rc)에서의 반사율, 비결정상태(Ta ) 및 결정상태(Tc)에서 자체 계산된 투과율, 비결정상태(Aa) 및 결정상태(Ac)에서의 흡수율, 비결정상태 및 결정상태 사이의 투과율비 (Tc - Ta)/Tc 및 평균 투과율 (Ta + Tc)/2를 나타낸다.
Figure 112002033522113-pat00006
제 2 실시예에서는, 표 4에 나타낸 바와 같이, 기록층의 두께 ta, 반사층의 두께 tb, 제 1 유전체층의 두께 t1, 제 2 유전체층의 두께 t2 및 제 3 유전체층의 두께 t3를 변화시킴으로써 제 1 정보층(2)의 투과율비 및 평균 투과율이 다른 디스크를 작성하였다.
디스크는 제 1 실시예와 유사한 방식으로 작성하였지만, 이하의 점이 제 1 실시예와 다르다. 제 1 정보층(2)으로서는, ZnS-SiO2의 제 3 유전체층을 t3㎚, AgPdCu의 반사층을 tb㎚, ZnS-SiO2의 제 2 유전체층을 t2㎚, GeSbTe의 기록층을 ta㎚ 및 ZnS-SiO2의 제 1 유전체층을 t1㎚로 순차적으로 형성하였다.
다음에, 표 3에 나타낸 6종류의 다른 디스크를 이용하여 기록 및 재생 시험을 실행하였다. 각 디스크를 선속도 5m/s로 회전시키고, 디스크의 정보층(2 및 3) 중의 하나를 파장 405㎚의 반도체 레이지빔으로 조사하여, 개구수(NA) 0.85의 대물렌즈로 좁아지게 하였다.
포락선 변화율 및 에러율의 측정 결과는 표 5에 나타낸다.
Figure 112002033522113-pat00007
디스크 (7) 내지 (10)은 에러율에 대해 일반적으로 허용된 한계값 1 ×10-4 이하의 양호한 에러율이 얻어진 반면, 디스크 (10) 내지 (12)의 에러율은 충분히 작지 않게 얻어졌다. 포락선 변화율은 디스크 (7) 내지 (9) 및 (11)에 대해서는 5% 이하로 양호하였지만, 디스크 (10) 및 (12)에 대해서는 5% 이상이었다.
각 디스크의 제 2 정보층(3) 중의 재생신호를 2진회로 및 PLL(위상동기루프)회로로 이루어진 재생신호 처리회로 내에서 측정하였을 때, 디스크 (11) 및 (12)는 포락선의 변동이 크기 때문에 2진회로의 동작이 불안정하여 에러율이 높게 나타났다. 디스크 (10) 내지 (12)는 재생신호의 품질이 불충분하기 때문에 PLL회로의 동작이 불안정하였는데, 이것은 에러율을 상승시키는 원인이 된다.
표 4 및 표 5에 나타낸 결과는 투과율비의 절대값이 10% 이하이고 평균 투과율이 40% 이상일 때, 1 ×10-4 이하의 충분히 낮은 에러율이 얻어지는 것을 나타낸다.
이들 측정결과로부터, 디스크 (7) 내지 (9)는 제 1 정보층(2)의 평균 투과율 (Ta + Tc)/2가 40% 이상으로 상승되고, 투과율비 (Tc - Ta)/T c의 절대값이 10% 이하로 감소되기 때문에, 제 2 정보층(3)에 정보를 양호하게 기록하고, 제 2 정보층(3)의 정보를 양호하게 재생할 수 있다는 것을 알았다.
또한, 도 5에 나타낸 구성에서, 평균 투과율 (Ta + Tc)/2를 40% 이상으로 상승시키고, 투과율비 (Tc - Ta)/Tc의 절대값을 10% 이하로 감소시킬 수 있는 필름 두께 조건을 계산에 의해 상세하게 검사하였다.
표 6은 기록층의 필름 두께 ta가 2㎚에서 32㎚로 변화하고, 반사층의 필름 두께 tb가 2㎚에서 32㎚로 변화할 때, 평균 투과율 (Ta + Tc)/2를 40% 이상 및 투과율비 (Tc - Ta)/Tc의 절대값을 10% 이하로 유지시킬 수 있는 제 1 정보층(2)이 구성될 수 있는지의 여부를 나타낸다. 또한, 표 7은 기록층 및 반사층의 필름 두께를 동일하게 변화시켜 제 3 유전체층의 필름 두께 t3을 30㎚로 설정하는 경우를 나타내고, 표 8은 필름 두께가 50㎚인 동일한 경우를 나타내며, 표 9는 필름 두께가 70㎚인 다른 경우를 나타낸다.
Figure 112002033522113-pat00008
Figure 112002033522113-pat00009
Figure 112002033522113-pat00010
Figure 112002033522113-pat00011
표 6 내지 표 9는 제 3 유전체층의 필름 두께가 10㎚ 및 70㎚ 사이의 두께인 것에 상관없이, 기록층의 두께가 ta[㎚]이고 금속 반사층의 두께가 tb[㎚]이면, 이하의 조건을 만족시키는 필름 두께가 상술한 평균 투과율 및 투과율비에 대한 필요조건을 충족시킬 수 있는 구성을 제공한다는 것을 나타낸다.
tb ≤18일 때 ta ≤12,
16 < tb ≤18일 때 ta ≤38 - tb,
18 < tb ≤20일 때 ta ≤10,
20 < tb ≤24일 때 ta ≤30 - tb, 및
24 < tb ≤26일 때 ta ≤28 - tb.
표 6 내지 표 9로부터 알 수 있는 바와 같이, 상술한 평균 투과율 및 투과율비의 필요조건을 충족시키는 구성은 기록층 및 반사층을 모두 박막으로 구성하여 얻을 수 있다는 것을 나타낸다. 이것은 제 1 정보층(2)에서 광 흡수를 행하는 층이 주로 기록층 및 반사층이라는 것을 의미한다.
또한, 디스크 (7) 내지 (9)에 대하여, 비결정상태에서의 기록층의 흡수율 Aa 및 결정상태에서의 기록층의 흡수율 Ac의 값을 계산했을 때, 그 결과는 Aa > Ac 이었다. 이것은 디스크 (7) 내지 (9)의 반사율이 Ra < Rc로 설정되어 있으므로, 투과율비의 절대값을 감소(즉, 실질상 Tc 및 Ta를 동등화함)시키기 위해서는, 기록층의 흡 수율(≤100% - 반사율 - 투과율)에 Aa > Ac의 관계를 부여함으로써 구성이 더욱 용이하게 이루어지기 때문이다.
상술한 바와 같이, 제 1 실시예의 광정보 기록매체와 마찬가지로, 투과율비 (Tc - Ta)/Tc의 절대값을 10% 이하로 감소시키고, 제 1 정보층(2)의 평균 투과율 (Ta + Tc)/2를 40% 이상으로 상승시키는 구성으로 하면, 충분한 레이저빔의 강도를 제 2 정보층(3)에 도달하게 할 수 있고, 제 1 정보층(2)에 정보가 기록되어 있는지의 여부에 상관없이 정보를 정확하게 기록 및 재생되게 할 수 있다.
결국, 상술한 투과율 Ta 및 Tc는 통상적으로 분광기와 같은 광학 측정기로 측정되지만, 도 7에 나타낸 바와 같이, 제 2 정보층을 정보 재생용 레이저빔으로 조사할 때에 얻어진 재생신호를 이용함으로써, Ta 및 Tc 사이의 차를 측정하는 것이 더욱 용이해진다. 이러한 광측정방법을 도면을 참조하여 설명한다.
도 9는 본 발명의 제 1 광측정방법의 절차를 나타내는 개략도인데, 상부는 레이저빔이 어떻게 각 정보층을 조사하는지를 나타내는 개략 단면도이고, 하부는 제 2 정보층에 의해 반사된 레이저빔으로부터 얻어진 재생신호의 파형도이다.
(제 1 단계)
먼저, 도 9의 상부의 (a)에 나타낸 바와 같이, 제 1 정보층(2)에 아무것도 기록되어 있지 않은 상태에서, 제 2 정보층(3)에 초점을 맞추어 레이저빔으로 조사가 실행된다. 이 처리시의 조사위치는 예컨대, 1회전마다 원래의 위치로 되돌아가 는, 소위 정지상태로 설정되는 것이 바람직한데, 그 이유는 이 방식으로 다음 단계에서 측정한 결과와의 비교가 용이하게 되기 때문이다. 반사강도는 신호 재생용 광검출기 등에 의해 전류 또는 전압으로 변환되어, 도 9의 (a)의 하부에 나타낸 바와 같이, 실질상 직류(D.C)의 재생파형으로서 관측된다. 실제 파형은 광디스크의 반사율 등에 의한 파동이 있기 때문에 다소 불균일하지만, 시간당 평균을 내면 직류파형으로 간주될 수 있다. 도 9의 (a)의 하부의 도면의 종축의 제로(0) 레벨은 광디스크가 레이저빔의 광로로부터 제거될 때의 광검출기의 출력값을 나타낸다. 그러므로, 도 9의 (a)의 하부의 도면에 나타낸 레벨 Sa는 제 1 정보층(2)에 아무것도 기록되어 있지 않은 상태에서의 반사강도를 나타낸다.
(제 2 단계)
다음에, 도 9의 상부의 (b)에 나타낸 바와 같이, 제 1 단계에서 Sa가 측정된 위치의 바로 밑에 위치하는 제 1 정보층(2)에는 랜덤신호 또는 모노톤(monotone)신호가 기록된다. 기록범위는 레이저빔이 제 2 정보층(3)에 초점을 맞출 때, 레이저빔이 제 1 정보층(2)을 통과하는 전체영역을 포함하도록 지정된다. 레이저빔의 파장이 405㎚이고, 대물렌즈의 개구수(NA)가 0.85이며, 중간층의 두께가 30㎛이고, 중간층의 굴절율이 1.60이면, 제 1 정보층(2)에서의 레이저빔의 직경은 약 37.6㎛가 된다. 이 직경과, 제 1 정보층(2) 및 제 2 정보층(3) 사이의 편심을 고려하면, 요구되는 기록범위는 200㎛ 정도가 되어야 한다.
(제 3 단계)
결국, 도 9의 상부의 (c)에 나타낸 바와 같이, 레이저빔의 조사는 랜덤신호 또는 모노톤신호가 기록된 제 1 정보층(2)을 통하여 제 2 정보층(3) 상에 초점을 맞추어 실행된다. 이 때의 조사위치는 제 1 단계에서 측정된 트랙과 일치시키기 위해 측정 정밀도를 더욱 높게 하는 것이 바람직하다. 도 9의 (c)의 하부에 나타낸 바와 같이, 반사강도는 실질상 직류의 재생파형으로서 관측된다. 도 9의 (c)의 하부의 도면에 나타낸 레벨 Sb는 제 1 정보층(2)의 기록 상태에서의 반사강도를 나타낸다. 이 도면은 미기록 상태보다 기록 상태에서 투과율이 낮은 경우를 나타낸다.
(제 4 단계)
Sa 및 Sb로부터, 제 1 정보층(2)의 미기록 상태 및 기록 상태 사이의 투과율의 차는 이하의 계산에 의해 구해질 수 있다. 그러므로, 레이저빔의 초점이 제 2 정보층(3)에 맞춰질 때, 제 1 정보층(2) 상의 레이저빔의 단면에서, 레이저빔의 전체 단면영역에 대한 기록 마크 영역의 비를 α라 하면, 기록된 제 1 정보층(2)의 등가적인 투과율비 Ta'는 이하의 수학식 3과 같다.
Figure 112002033522113-pat00012
미기록된 제 1 정보층(2)의 투과율이 Tc이고, 레이저빔이 Sa 및 Sb의 측정에 따라 제 1 정보층(2)을 2회에 걸쳐 투과하므로, 이하의 수학식 4가 성립한다.
Figure 112002033522113-pat00013
이 수학식 3 및 수학식 4는 상술한 투과율비가 이하의 수학식 5로부터 얻어질 수 있다는 것을 나타낸다.
Figure 112002033522113-pat00014
α값은 기록파워를 포함하는 기록조건에 의해 변화되지만, 통상적으로는 약 0.25이다.
제 1 단계 내지 제 4 단계에 의해, 제 1 정보층(2)의 미기록 상태 및 기록 상태 사이의 투과율의 변화가 특정의 측정기구를 이용하지 않고도 용이하게 측정될 수 있다.
도 10은 제 2 광측정방법의 절차를 나타내는 개략도인데, 상부는 레이저빔이 어떻게 각 정보층을 조사하는지를 나타내는 개략 단면도이고, 하부는 제 2 정보층(3)에 의해 반사된 레이저빔으로부터 얻어진 재생신호의 파형도이다.
(단계 1)
먼저, 도 10의 상부의 (a)에 나타낸 바와 같이, 제 1 정보층(2)에 아무것도 기록되어 있지 않은 상태에서, 제 2 정보층(3)에 초점을 맞추어 레이저빔으로 조사가 실행되어, 제 2 정보층(3)의 소정 트랙 상에 랜덤신호 또는 모노톤 신호가 기록된다. 그 다음, 소정 트랙 상에 기록된 신호는 재생레벨의 레이저빔으로 조사되고, 광검출기 등에 의해 전류 또는 전압으로 변환되어, 도 10의 (a)의 하부에 나타낸 바와 같이, 진폭이 고정된 포락선 파형으로서 관측된다. 도 10의 (a)의 하부의 도 면에 나타낸 진폭 A1은 제 1 정보층(2)에 아무것도 기록되어 있지 않은 상태에서의 재생신호 진폭을 나타낸다.
(단계 2)
다음에, 도 10의 상부의 (b)에 나타낸 바와 같이, 단계 1에서 A1이 측정된 위치의 바로 밑에 위치하는 제 1 정보층(2)에는 랜덤신호 또는 모노톤신호가 기록된다. 기록범위는 제 1 광측정방법에 따르는 범위와 동일하다.
(단계 3)
결국, 도 10의 상부의 (c)에 나타낸 바와 같이, 레이저빔의 조사는 랜덤신호 또는 모노톤신호가 기록된 제 1 정보층(2)을 통하여 제 2 정보층(2) 상에 초점을 맞추어 실행된다. 이 때의 조사위치는 단계 1에서 측정된 트랙과 일치시킨다. 도 10의 (c)의 하부에 나타낸 바와 같이, 재생신호는 진폭이 고정된 포락선 파형으로서 관측된다. 도 10의 (c)의 하부의 도면에 나타낸 진폭 A2는 제 1 정보층(2)의 기록 상태에서의 재생신호 진폭을 나타낸다. 또한, 이 도면은 제 1 정보층(2)의 미기록 상태보다 기록 상태에서 투과율이 낮은 경우를 나타낸다.
(단계 4)
제 1 광측정방법에 따라 나타낸 계산에서 Sa를 A1 및 Sb를 A2로 치환함으로써, 제 1 정보층(2)의 미기록 상태 및 기록 상태 사이의 투과율비 (Tc - Ta)/Tc가 구해질 수 있다.
단계 1 내지 단계 4에 의해, 제 1 정보층(2)의 미기록 상태 및 기록 상태 사 이의 투과율의 변화가 특정의 측정기구를 이용하지 않고도 용이하게 측정될 수 있다. 또한, 도 10을 참조하여 설명한 방법은 반사강도의 레벨을 비교하기 위해서 재생진폭 A1 및 A2를 이용하므로, 제 1 정보층(2)으로부터 반사된 빔의 일부가 이탈하여 광검출기에 입사되더라도, 진폭이 측정될 때, 이탈 광은 제거되기 때문에, 투과율의 차는 보다 정확히 측정될 수 있다. 반면, 도 9를 참조하여 설명한 방법에 의해서도 마찬가지로, 광검출기의 크기를 충분히 작게 하여, 이탈 강도를 예컨대, 총 입사강도의 약 2%로 억제하면, 측정된 투과율의 허용오차는 2/100로 억제될 수 있으므로, 충분히 정밀한 측정이 가능하다.
한편, 본 발명의 제 2 광측정방법에 있어서는, 도 11에 나타낸 바와 같이, 제 1 정보층(2)의 기록 상태 및 미기록 상태 사이의 투과율비 (｜Tc - Ta｜/Tc )는 변조진폭의 제로(0)레벨 및 상부 포락선 사이의 차 A1' 및 A2'를 검출하는 방식과, 제 1 광측정방법에서 설명한 계산에서의 Sa는 A1'로 치환하고, Sb는 A2' 로 치환하는 방식으로 얻어질 수 있다.
상술한 광측정방법을 이용함으로써, 투과율비는 수학식 5를 통하여 용이하게 구해질 수 있다. 제 1 정보층(2)의 투과율비는 10% 이하가 바람직하므로, 수학식 5를 이용하면, 제 1 광측정방법에 의해 얻어진 Sa 및 Sb는 이하의 필요조건을 충족시키는데 만족해야 한다.
0 ≤｜1 - (Sb/Sa)1/2｜≤0.1α.
또한, 제 2 광측정방법에 의해 얻어진 A1 및 A2는 이하의 필요조건을 충족시키는데 만족해야 한다.
0 ≤｜1 - (A2/A1)1/2｜≤0.1α.
또한, 상술한 실시예의 매체에서, 제 1 정보층(2)은 도 2에 나타낸 바와 같은 4개의 층 또는 도 5에 나타낸 바와 같은 5개의 층으로 구성되었지만, 투과율비 및/또는 평균 투과율에 관한 상술한 조건을 만족시키는 구성이기만 하면, 이들 각 층의 인접한 쌍 사이에 계면층을 갖는 다층 구성이 이용될 수도 있다. 또한, 반사층을 갖지 않은 것과 같이, 도 2 및 도 5에 나타낸 구성 이외의 어떤 구성이 이용될 수도 있다. 또한, 각 층의 재료도 본 실시예에서 이용된 것에 한정되지 않는다.
상술한 실시예의 각 광디스크는 2개의 정보층을 가지고 있지만, 각 광디스크에 대해서는, 도 8에 나타낸 바와 같이 3개 이상의 정보층을 갖고, 레이저빔의 입사측으로부터 바라볼 때, 가장 먼 정보층보다 가까이 위치된 정보층이 상술한 투과율비에 관한 필요조건을 만족시켜도 된다.
이 통합 투과율은 정보층의 투과율의 결과이다. 갖가지 층의 기록 상태 및 미기록 상태의 결합에 의하면, 통합 투과율에는 자체의 최소인 상태(이 투과율을 Tmin으로 나타냄) 및 자체의 최대인 상태(이 투과율을 Tmax로 나타냄)가 존재한다.
2개의 정보층이 있는 경우와 유사하게, 이 복수개의 정보층보다 먼 어떤 정보층에 도달하는 레이저빔의 강도의 변화량을 감소시키기 위해서는, 그 구성이 이하의 수학식 6으로 될 수 있다.
Figure 112002033522113-pat00015
여기에서, Tc는 모든 복수개의 정보층이 미기록 상태일 때의 통합 투과율이다.
이 경우, 보다 가까이 위치된 모든 정보층은 평균 투과율을 반드시 40% 이상으로 확보할 수 없으므로, 양호한 신호 품질을 확보하기 위해서는 재생회로의 S/N비를 향상시켜야 한다.
또한, 상술한 광측정방법에 있어서, 매체는 3개 이상의 정보층을 검출할 수 있다. 보다 가까운 복수개의 정보층에 대한 투과율의 최대 변화량의 경우에는 경우 (a) 및 경우 (b)의 각각의 반사량을 검출함으로써 검출될 수 있다. 여기에서, 경우 (a)는 레이저빔의 입사측으로부터 가장 먼 정보층보다 가까이 위치된 복수개의 정보층의 통합 투과율이 최대인 경우를 의미하고, 경우 (b)는 레이저빔의 입사측으로부터 가장 먼 정보층보다 가까이 위치된 복수개의 정보층의 통합 투과율이 최소인 경우를 의미한다.
또한, 상술한 광측정방법에 있어서, 투과율은 측정된 Sa(또는 A1, A1') 및 Sb(또는 A2, A2')를 기초로 하여, 단계 4에서 계산된다. 그러나, 그 대신, 이런 측정된 값의 변화를 검출함으로써, 보다 가까이 위치된 정보층의 투과율의 변화의 우수성이 투과율비를 측정하지 않고도 용이하게 얻어질 수 있다.
예컨대, 신호의 변화를 나타내는 파라미터로서, (Sa - Sb)/Sa 또는 (A1 - A2)/A1 또는 (A1' - A2')/A1'가 정의된다. 이런 파라미터를 얻음으로써, 보다 가까운 정보층에 의해 가장 먼 정보층의 재생신호의 품질에 대한 영향의 크기가 투과율 (Tc - Ta)/Tc를 얻지 않고도 평가될 수 있다. 그 후, 보다 가까운 정보층의 변화하는 투과율의 우수성이 용이하게 판정될 수 있다.
한편, 실제의 측정 조건에 있어서, Sa(또는 A1, A1') 및 Sb(또는 A2, A2')가 디스크의 반사율 등의 불균일 때문에 변화하기는 하지만, 보다 가까운 정보층의 투과율의 변화는 파라미터의 변화에 대하여 크게 영향을 준다.
그러므로, 상기 파라미터가 위치적으로 보다 가까운 정보층 상의 기록신호에 의해 얻어진다 하더라도, 가장 먼 정보층으로부터 보다 가까이 위치된 정보층을 통하여 반사된 빔의 크기의 변화를 측정하여, 최대값을 Sa 및 최소값을 Sb로서 검출하면, 보다 가까이 위치된 정보층의 투과율의 변화의 우수성을 판정하는 데에는 문제점이 없다. 변조진폭 A1, A1',A2, A2'에 대해서는 상기와 같은 문제점이 없다.
또한, 상술한 실시예에서 이용 가능한 변조방식 및 기록밀도는 상술한 것에 한정되지 않고, 매체 자체 또는 기록/재생장치에 대한 어떤 적절한 형태가 될 수 있도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 광정보 기록매체는 보다 내측의 정보층에 충분 한 레이저빔의 광량이 도달하게 할 수 있고, 보다 가까운 정보층에 어떤 정보가 기록되어 있는지의 여부에 상관없이 보다 먼 정보층에 정보를 정확히 기록할 수 있고, 보다 먼 정보층의 정보를 정확히 재생할 수 있다.
또한, 본 발명의 광측정방법은 기록 또는 미기록 상태에서의 보다 가까이 위치된 정보층의 투과율의 변화를 용이하게 검출할 수 있다.

Claims (36)

  1. 삭제
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  3. 삭제
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  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
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  10. 2개의 정보층을 갖고, 상기 정보층 중의 어느 하나에 레이저빔이 집속되는 것에 의해 정보신호가 기록 또는 재생되며, 상기 레이저빔의 입사측으로부터 가장 먼 정보층보다 더 가까이 위치한 정보층이 광학적으로 검출 가능한 2개의 상태 사이에서 변화하는 기록층을 갖는 광정보 기록매체에 상기 레이저빔을 집속함으로써, 상기 정보층 중의 어느 하나에 의해 반사된 상기 레이저빔을 광검출기에 의해 수광하여 투과율의 변화를 측정하는 광 측정방법으로,
    상기 더 가까이 위치한 정보층에 포함된 기록층 중, 상기 레이저빔이 투과하는 영역이 상기 2개의 상태 중 일방의 상태인 경우, 상기 더 가까이 위치된 정보층에 먼저 투과되어, 상기 가장 먼 정보층에 의해 반사된 후, 상기 더 가까이 위치된 정보층에 재투과되어 상기 광정보 기록매체로부터 출사하는 레이저빔의 강도 Sa를 상기 광검출기에 의해 측정하는 단계;
    상기 더 가까이 위치한 정보층에 포함된 기록층 중, 상기 레이저빔이 투과하는 영역이 상기 2개의 상태 중 타방의 상태인 경우, 상기 더 가까이 위치한 정보층에 먼저 투과되어, 상기 가장 먼 정보층에 의해 반사된 후, 상기 더 가까이 위치한 정보층에 재투과되어 상기 광정보 기록매체로부터 출사하는 레이저빔의 강도 Sb를 상기 광검출기에 의해 측정하는 단계; 및
    상기 Sa 및 Sb를 기초로 하여, 상기 더 가까이 위치한 정보층의 투과율의 변화를 도출하는 단계를 포함하며,
    상기 더 가까이 위치한 정보층의 투과율 변화는, 투과율 비 (Tc - Ta) /Tc가
    Figure 112009032611130-pat00029
    로부터 얻어지도록 도출되며,
    여기서, Tc는 상기 기록층이 상기 2개의 상태 중 일방의 상태인 경우 상기 더 가까이 위치한 정보층의 투과율이고, Ta는 상기 기록층이 상기 2개의 상태 중 타방의 상태인 경우 상기 더 가까이 위치한 정보층의 투과율이며, α는 상기 Sb가 측정될 때 상기 레이저빔이 투과되는 영역에 대한 기록 마크 영역의 비이고,
    상기 2개의 상태는 미기록이나 소거상태 및 기록상태인 것을 특징으로 하는 광 측정방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
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  14. 2개의 정보층을 갖고, 상기 정보층 중의 어느 하나에 레이저빔이 집속되는 것에 의해 정보신호가 기록 또는 재생되며, 상기 레이저빔의 입사측으로부터 가장 먼 정보층보다 더 가까이 위치한 정보층이 광학적으로 검출 가능한 2개의 상태 사이에서 변화하는 기록층을 갖는 광정보 기록매체에 상기 레이저빔을 집속함으로써, 상기 정보층 중의 어느 하나에 의해 반사된 상기 레이저빔을 광검출기에 의해 수광하여 투과율의 변화를 측정하는 광 측정방법으로,
    상기 더 가까이 위치한 정보층에 포함된 기록층에서 상기 레이저빔이 투과하는 영역이 상기 2개의 상태 중 일방의 상태인 경우, 상기 레이저빔은 상기 더 가까이 위치한 정보층에 먼저 투과되어, 상기 가장 먼 정보층 상에 기록된 상기 정보신호에 의해 변조된 후, 상기 더 가까이 위치한 정보층에 재투과되어 상기 광정보 기록매체로부터 출사하며, 상기 출사하는 레이저빔의 변조진폭 A1을 상기 광검출기에 의해 측정하는 단계,
    상기 더 가까이 위치한 정보층에 포함된 기록층에서 상기 레이저빔이 투과하는 영역의 일부 또는 전체가 상기 2개의 상태 중 타방의 상태인 경우, 상기 레이저빔은 상기 더 가까이 위치한 정보층에 먼저 투과되어, 상기 가장 먼 정보층 상에 기록된 상기 정보신호에 의해 변조된 후, 상기 더 가까이 위치된 정보층에 재투과되어 상기 광정보 기록매체로부터 출사하며, 상기 출사하는 레이저빔의 변조진폭 A2를 상기 광검출기에 의해 측정하는 단계, 및
    상기 A1 및 A2를 기초로 하여, 상기 더 가까이 위치한 정보층의 투과율의 변화를 도출하는 단계를 포함하며,
    상기 더 가까이 위치한 정보층의 투과율 변화는, 투과율 비 (Tc - Ta) /Tc가
    Figure 112009032611130-pat00030
    로부터 얻어지도록 도출되며,
    여기서, Tc는 상기 기록층이 상기 2개의 상태 중 일방의 상태인 경우 상기 더 가까이 위치한 정보층의 투과율이고, Ta는 상기 기록층이 상기 2개의 상태 중 타방의 상태인 경우 상기 더 가까이 위치한 정보층의 투과율이며, α는 상기 Sb가 측정될 때 상기 레이저빔이 투과되는 영역에 대한 기록 마크 영역의 비이고,
    상기 2개의 상태는 미기록이나 소거상태 및 기록상태인 것을 특징으로 하는 광 측정방법.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 레이저빔의 변조진폭 A1 대신에 상기 변조진폭의 제로(0) 레벨 및 상부 포락선 사이의 차 A1'가 측정되고,
    상기 레이저빔의 변조진폭 A2 대신에 상기 변조진폭의 제로(0) 레벨 및 상부 포락선 사이의 차 A2'가 측정되며,
    상기 레이저빔의 변조진폭의 변화는 A1 및 A2를 기초로 하여 검출되는 대신에, 상기 레이저빔의 변조진폭의 상부 포락선의 변화는 A1' 및 A2'를 기초로 하여 검출되는 것을 특징으로 하는 광 측정방법.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 더 가까이 위치한 정보층에 포함된 상기 기록층에서 상기 레이저빔이 투과하는 영역이 상기 2개의 상태 중 타방의 상태인 경우, 상기 가장 먼 정보층 상에 정보신호를 기록한 후, 변조진폭 A2를 측정하는 것을 특징으로 하는 광 측정방법.
  20. 삭제
  21. 제 10 항에 있어서,
    상기 Sb를 측정하는 경우, 상기 더 가까이 위치한 정보층의 기록층은 비결정상태의 다수의 기록 마크 및 그 주변의 결정 부분으로 구성된 상태인 것을 특징으로 하는 광 측정방법.
  22. 삭제
  23. 제 10항에 있어서,
    상기 Sb를 측정하는 경우, 상기 더 가까이 위치한 정보층의 기록층은 결정상태의 다수의 기록 마크 및 그 주변의 비결정 부분으로 구성된 상태인 것을 특징으로 하는 광 측정방법.
  24. 제 10 항에 기재된 광 측정방법에 이용된 상기 Sb를 측정하는 경우, 상기 레이저빔이 투과하는 영역에 대한 기록마크 부분의 영역의 비를 α라 하면,
    0 ≤｜1 - (Sb/Sa)1/2｜≤ 0.1α
    인 구성을 갖는 것을 특징으로 하는 광 정보 기록매체.
  25. 제 14 항에 기재된 광 측정방법에 이용된 상기 A2를 측정하는 경우, 상기 레이저빔이 투과하는 영역에 대한 기록마크 부분의 영역의 비를 α라 하면,
    0 ≤｜1 - (A2/A1)1/2｜≤ 0.1α
    인 구성을 갖는 것을 특징으로 하는 광 정보 기록매체.
  26. 제 24 항 또는 제 25 항에 기재된 광 정보 기록매체에 레이저빔을 조사함으로써 정보신호를 기록 또는 재생하는 광 정보 기록/재생방법으로,
    상기 광 정보 기록매체의 일측으로부터 2개 이상의 정보층 중의 하나에 상기 레이저빔을 조사함으로써 정보신호를 기록 또는 재생하는 것을 특징으로 하는 광 정보 기록/재생방법.
  27. 삭제
  28. 제 14 항 및 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 A2를 측정하는 경우, 상기 더 가까이 위치한 정보층의 기록층은 비결정상태의 다수의 기록 마크 및 그 주변의 결정 부분으로 구성된 상태인 것을 특징으로 하는 광 측정방법.
  29. 삭제
  30. 제 14 항 및 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 A2를 측정하는 경우, 상기 더 가까이 위치한 정보층의 기록층은 결정상태의 다수의 기록 마크 및 그 주변의 비결정 부분으로 구성된 상태인 것을 특징으로 하는 광 측정방법.
  31. 삭제
  32. 제 18 항에 있어서,
    상기 A2 또는 A2'를 측정하는 경우, 상기 더 가까이 위치한 정보층의 기록층은 비결정상태의 다수의 기록 마크 및 그 주변의 결정 부분으로 구성된 상태인 것을 특징으로 하는 광 측정방법.
  33. 삭제
  34. 제 18 항에 있어서,
    상기 A2 또는 A2'를 측정하는 경우, 상기 더 가까이 위치한 정보층의 기록층은 결정상태의 다수의 기록 마크 및 그 주변의 비결정 부분으로 구성된 상태인 것을 특징으로 하는 광 측정방법.
  35. 제 10 항에 있어서,
    상기 Sa가 상기 가장 먼 정보층의 미리 결정된 트랙 상의 상기 레이저빔의 조사에 의해 측정될 때, 상기 더 가까이 위치한 정보층에 포함된 기록층 중 적어도 상기 레이저빔이 투과하는 영역은 상기 미기록 또는 소거상태이고,
    상기 Sb는 그 후 상기 미리 결정된 트랙 상의 상기 레이저빔의 조사에 의해 측정되는 것을 특징으로 하는 광 측정방법.
  36. 제 14 항에 있어서,
    상기 A1이 상기 가장 먼 정보층의 미리 결정된 트랙 상의 상기 레이저빔의 조사에 의해 측정될 때, 상기 더 가까이 위치한 정보층에 포함된 기록층 중 적어도 상기 레이저빔이 투과하는 영역은 상기 미기록 또는 소거상태이고,
    상기 A2는 그 후 상기 미리 결정된 트랙 상의 상기 레이저빔의 조사에 의해 측정되는 것을 특징으로 하는 광 측정방법.
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