KR20030045818A - 다층 광디스크 및 다층 광디스크의 제작 방법 - Google Patents

다층 광디스크 및 다층 광디스크의 제작 방법 Download PDF

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Abstract

광헤드에 의해 정보의 기록 및/또는 재생이 행해지는 복수의 정보 기록층을 구비한 다층 광디스크이다. 복수의 정보 기록층은 중간층을 거쳐 적층되어 있고, 각 정보 기록층은 사행하는 트랙 그루브를 갖고 있다. 복수의 정보 기록층 중, 적어도 1층의 정보 기록층에 있어서의 트랙 그루브의 형상 요소(사행량 W1, W2, 트랙 그루브의 깊이 및/또는 트랙 그루브의 측면 경사 각도 등)는 다른 정보 기록층에 있어서의 트랙 그루브의 형상 요소와는 다르게 되어 있다. 이에 따라, 각 정보 기록층으로부터 양호한 신호가 재생된다.

Description

다층 광디스크 및 다층 광디스크의 제작 방법{MULTI-LAYER OPTICAL DISK AND METHOD OF PRODUCING MULTI-LAYER OPTICAL DISK}
콤팩트디스크(CD)가 보급되어, 광디스크는 중요한 기록 매체로서의 지위를 쌓고 있다. 또한, 재생 전용뿐만 아니라, 정보를 기록할 수 있는 기록 재생형 디스크로서 CD-R이나 CD-RW의 보급도 현저하다. 최근에는, 보다 고밀도인 광디스크의 연구 개발이 활발하게 행해지고 있다.
광디스크의 기록 밀도를 높이기 위해서는, 하나의 정보 기록층에 있어서의 기록 밀도를 높이는 외에, 정보 기록층의 수를 늘리는 것도 효과적이다. DVD에서는, 2층의 정보 기록층에 기록된 정보를 한 쪽에서부터 판독할 수 있는 재생 전용 광디스크가 있다. 또한, 2층의 정보 기록층을 갖는 기록 재생형 광디스크도 개발되고 있다.
도 1을 참조하면서, 2층의 정보 기록층을 갖는 기록 재생형 광디스크의 구성을 설명한다.
도 1에 나타내는 기록 재생형 광디스크는 비정질(amorphous)과 결정질 사이에서 광학적 특성이 변화되는 상(相) 변화 재료로 형성된 2층의 정보 기록층을 갖고 있다. 각 정보 기록층에는, 레이저광의 조사에 의해서, 기록층에 「마크」라고 불리는 비정질의 패턴이 기록된다.
도 1의 광디스크는 트랙 그루브(그루브)를 갖는 제 1 대략 투명 기재(201)와, 트랙 그루브를 갖는 제 2 대략 투명 기재(205)가 접합 제작되어 있다. 제 1 대략 투명 기재(201) 상에는 반투명한 제 1 정보 기록층(202)이 형성되어 있고, 제 2 대략 투명 기재(205)에는 제 2 정보 기록층(204)이 형성되어 있다. 양(兩) 기재(201, 205)는 두 개의 정보 기록층(202, 203)이 대향하는 방향으로 배치되어, 대략 투명한 접착층(203)에 의해서 접합되어 있다. 접착층(203)은 제 1 정보 기록층(202)과 제 2 정보 기록층(203) 사이를 막는 중간층으로서 기능한다.
각 정보 기록층(202, 204)의 트랙 그루브는 일정한 주파수로 사행하고 있다. 정보의 기록/재생 시에는, 그 주파수를 갖는 재생 신호를 검출하여, 클럭 신호를 생성한다. 클럭 신호는 디스크의 회전 속도와 디스크 장치의 기록/재생 속도를 동기시키기 위해 사용된다.
이러한 다층 광디스크에 있어서는, 디스크 장치의 광헤드로부터 광디스크로 입사하는 광의 양과 비교하여, 각 정보 기록층으로부터 광헤드의 수광면으로 되돌아가는 광의 양이 대단히 작게 된다. 이 때문에, 각 정보 기록층에 할당된 트랙그루브의 사행으로부터 얻어지는 재생 신호가 작게 되어 버린다.
또한, 정보 기록층마다 기록막의 구조(광투과율이나 반사율 등)가 다르기 때문에, 재생 신호의 노이즈 레벨에 대한 재생 신호의 진폭의 비(CN비 : Carrier to Noise Ratio)가 복수의 정보 기록층 사이에서 크게 다른 경우가 있다. 이 경우, 각 정보 기록층에 있어서의 트랙 그루브의 사행 형상에 근거해서 클럭 신호를 정확히 재생하는 것이 곤란하게 된다.
본 발명의 목적은 각 정보 기록층에 있어서의 트랙 그루브의 사행 형상에 근거해서 클록 신호를 확실히 재생할 수 있는 다층 광디스크를 제공하는 것에 있다.
본 발명은 광디스크 등의 광 기록 매체 및 그 제작 방법에 관한 것으로, 특히, 안내 홈(트랙 그루브)을 갖는 복수의 정보 기록층을 구비한 다층 광디스크에 관한 것이다.
도 1은 종래의 광디스크의 구조를 설명하는 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 다층 광디스크에 있어서의 트랙 그루브를 설명하는 개략도,
도 3은 상기 트랙 그루브의 상세를 도시하는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 다층 광디스크의 실시예 1의 구조를 나타내는 단면도,
도 5는 실시예 1에 있어서의 트랙 그루브의 사행 패턴을 나타내는 평면도,
도 6은 실시예 1에 있어서의 트랙 그루브의 사행 패턴을 나타내는 사시도,
도 7은 실시예 1에 있어서의 다층 광디스크의 제작 방법을 나타내는 공정 단면도,
도 8은 실시예 1에 있어서의 제 1 복제 공정을 나타내는 공정 단면도,
도 9는 실시예 1에 있어서의 제 2 복제 공정을 설명하는 공정 단면도,
도 10은 본 발명에 따른 다층 광디스크의 실시예 2의 구조를 나타내는 단면도,
도 11은 트랙 그루브의 깊이와 신호 진폭의 관계를 나타내는 그래프,
도 12는 본 발명에 따른 다층 광디스크의 실시예 3의 구조를 나타내는 단면도,
도 13은 트랙 그루브의 다른 예를 나타내는 평면도,
도 14(a)는 워블 패턴의 요소를 나타내는 평면도이며, 도 14(b)는 상기 요소를 조합시켜 형성되는 네 종류의 워블 패턴을 나타내는 평면도,
도 15는 트랙 그루브의 워블에 따라서 진폭이 변화되는 워블 신호에 근거해서 워블 패턴의 종류를 식별할 수 있은 장치의 기본 구성을 도시하는 도면,
도 16은 트랙 그루브의 워블 패턴, 워블 신호 및 펄스 신호를 나타내는 파형도,
도 17은 워블 신호로부터 펄스 신호와 클럭 신호를 분리하는 회로 구성을 도시하는 도면이다.
본 발명에 따른 다층 광디스크는, 광헤드에 의해서 정보의 기록 및/또는 재생이 행해지는 복수의 정보 기록층을 구비한 다층 광디스크에 있어서, 상기 복수의 정보 기록층은 중간층을 거쳐서 적층되어 있고, 각 정보 기록층은, 사행하는 트랙 그루브를 갖고 있고, 상기 복수의 정보 기록층 중 적어도 1층의 정보 기록층에 있어서의 트랙 그루브의 형상 요소는 다른 정보 기록층에 있어서의 트랙 그루브의 형상 요소와는 다르게 되어 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 트랙 그루브의 형상 요소는, 상기 트랙 그루브의 디스크 직경 방향에 따른 사행 진폭, 상기 트랙 그루브의 깊이 및/또는 상기 트랙 그루브의 측면 경사 각도이다.
바람직한 실시예에 있어서, 정보 기록층마다 상기 트랙 그루브의 형상 요소중 어느 하나에 다른 값이 인가되고 있고, 그에 따라 상기 트랙 그루브의 사행에 기인하는 재생 신호의 진폭이 조절되고 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 복수의 정보 기록층의 각각에 있어서의 상기 트랙 그루브의 사행에 기인하는 재생 신호의 진폭에 관한 CN비가 대략 같은 값을 나타내도록 상기 트랙 그루브의 형상 요소가 조절되고, 그에 따라, CN비의 편차가 정보 기록층 사이에서 30% 이내로 조절되어 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 트랙 그루브의 사행은 클럭 신호 재생에 사용되는 대략 단일 주기로 진동하는 기본 주파수 성분을 포함하고 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 트랙 그루브의 사행은 보조 정보에 따라 다른 형상을 나타내고, 상기 기본 주파수 성분보다도 높은 주파수 성분을 포함하고 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 보조 정보는 디스크 상에 있어서의 어드레스를 나타내는 위치 정보를 포함하고 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 트랙 그루브의 사행 형상은 정현파 및/또는 대략 직사각형의 조합을 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 직사각형 파형의 사행 진폭은 정현파의 사행 진폭보다도 크게 설정되어 있다.
본 발명에 따른 다층 광디스크 제작 방법은 복수의 금형을 준비하는 마스터링 공정과, 상기 복수의 금형을 이용하여 소망 패턴을 전사한 기재를 제작하고, 기록 재생 가능한 정보 기록층을 형성하는 복제 공정을 포함하는 복수의 정보 기록층을 구비한 다층 광디스크의 제작 방법에 있어서, 상기 마스터링 공정은 상기 복수의 정보 기록층을 위한 복수의 금형으로서, 정보 기록층마다 적어도 하나의 형상 요소가 다른 트랙 그루브를 규정하는 형상을 구비한 금형을 작성하는 다층 광디스크 제작 방법.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 마스터링 공정은, 감광성 재료가 도포된 복수의 기판을 준비하는 공정과, 상기 감광성 재료가 선택된 영역을 기록 광에 의해서 조사함으로써, 사행하는 트랙 그루브를 포함하는 패턴의 잠상을 형성하는 기록 공정과, 상기 감광성 재료를 현상함으로써, 상기 패턴을 갖는 복수의 원반(原盤)을 제작하는 현상 공정과, 상기 복수의 원반에 근거해서 상기 복수의 금형을 제작하는 공정을 포함하고 있고, 상기 기록 공정에서, 상기 기록광의 디스크 직경 방향에 따른 편향량을 기판마다 변화시킴으로써, 상기 트랙 그루브의 사행량을 정보 기록층마다 변화시킨다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 마스터링 공정은, 감광성 재료가 도포된 복수의 기판을 준비하는 공정과, 상기 감광성 재료가 선택된 영역을 기록광에 의해서 조사함으로써, 사행하는 트랙 그루브를 포함하는 패턴의 잠상을 형성하는 기록 공정과, 상기 감광성 재료를 현상함으로써, 상기 패턴을 갖는 복수의 원반을 제작하는 현상 공정과, 상기 복수의 원반에 근거해서 상기 복수의 금형을 제작하는 공정을 포함하고 있고, 상기 기록 공정에서, 상기 복수의 금형마다, 상기 감광성 재료의 두께를 변화시킨다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 마스터링 공정은, 감광성 재료가 도포된 복수의 기판을 준비하는 공정과, 상기 감광성 재료가 선택된 영역을 기록광에 의해 조사함으로써, 사행하는 트랙 그루브를 포함하는 패턴의 잠상을 형성하는 기록 공정과, 상기 감광성 재료를 현상함으로써, 상기 패턴을 갖는 복수의 원반을 제작하는 현상 공정과, 상기 복수의 원반에 근거해서 상기 복수의 금형을 제작하는 공정을 포함하고, 상기 복수의 금형마다 상기 트랙 그루브의 측면 경사 각도를 변경한다.
바람직한 실시예에 있어서는, 상기 현상 공정 후, 상기 원반에 대한 가열 처리를 행함으로써, 상기 트랙 그루브의 측면 경사 각도를 변화시킨다.
바람직한 실시예에서는, 상기 마스터링 공정 후, 상기 복제 공정 전에, 상기 금형에 대한 플라즈마 처리를 행함으로써, 상기 트랙 그루브의 측면 경사 각도를 변화시킨다.
바람직한 실시예에서는, 상기 플라즈마 처리에 아르곤 및/또는 산소를 이용한다.
바람직한 실시예에서는, 상기 기록 공정에서, 정현파형과 직사각형 파형을 조합시킨 패턴에 따라 상기 기록광을 편향한다.
바람직한 실시예에서는, 상기 정현파형부와 상기 직사각형 파형부 사이에서 상기 기록광의 편향량을 변화시킨다.
본 발명의 다층 광디스크에서는, 정보 기록층마다 트랙 그루브의 형상 파라미터(형상 요소)를 변화시키는 것에 의해, 트랙 그루브의 사행에 근거하는 신호를 정확히 재생할 수 있다.
우선, 도면을 참조하면서, 광디스크의 트랙 그루브의 구성을 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 광디스크 매체의 기록면(1)에는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 트랙 그루브(2)가 스파이럴 형상으로 형성되어 있다. 도 3은 트랙 그루브(2)의 일부를 확대하여 나타내고 있다. 도 3에 있어서는, 도시하지 않은 디스크 중심이 아래쪽에 존재하고, 디스크 직경 방향을 화살표 a로 나타내고 있다. 화살표 b는 디스크 상에 형성되는 기록/재생광의 빔 스폿이 디스크의 회전에 따라 이동하는 방향을 나타내고 있다. 본 명세서에서는, 화살표 a에 평행한 방향을 「디스크 직경(radial) 방향」이라고 부르고, 화살표 b에 평행한 방향을 「트랙 방향」이라고 부르는 것으로 한다.
디스크 상에 형성되는 광빔 스폿을 고정한 좌표계에서는, 광빔에 조사되는 디스크 부분(「디스크 조사부」)은 화살표 b와는 반대 방향으로 이동한다.
여기서, 도 3에 나타내는 바와 같은 X-Y좌표를 생각하기로 한다. 본 발명의 광디스크에서는, 트랙 그루브 측면(2a, 2b)의 Y좌표 위치가 X좌표의 증가에 따라 주기적으로 변화되고 있다. 이러한 그루브 측면(2a, 2b)의 주기적인 위치 변위를 트랙 그루브(2)의 「워블」 또는 「워블링」이라고 칭한다. 화살표 a 방향의 변위는 「디스크 외주측 변위」라고 부르고, 화살표 a의 반대 방향으로의 변위는 「디스크 내주측 변위」라고 부른다. 또한, 도면 중 워블의 1주기는 「T」로 나타내어지고 있다. 워블 주파수는 워블의 1주기 T에 반비례하고, 디스크 상에 있어서의 광빔 스폿의 선속도에 비례한다. 그루브 중심의 Y좌표를 X좌표의 함수 fo(x)로 나타내면, fo(x)는, 예컨대, 정수·sin(2πx/T)로 표시된다.
도시되어 있는 예에 있어서의 트랙 그루브(2)의 폭은 트랙 방향(화살표 b)을 따라 일정하다. 이 때문에, 트랙 그루브(2)의 측면(2a, 2b)의 위치가 디스크 직경 방향(화살표 a)으로 변위하는 양은 트랙 그루브(2)의 중심(파선)이 디스크 직경 방향으로 변위하는 양과 같다. 이 때문에, 이하에 있어서는, 트랙 그루브에 있어서의 측면 위치의 디스크 직경 방향 변위를 「트랙 그루브의 변위」 또는 「트랙 그루브의 워블」이라고 간략하게 표현하기로 한다. 단, 본 발명은 트랙 그루브(2)의 중심과 트랙 그루브(2)의 측면(2a, 2b)이 디스크 직경 방향으로 같은 만큼 워블링하는 경우에 한정되지 않는다. 트랙 그루브(2)의 폭이 트랙 방향을 따라 변화되어도 좋고, 트랙 그루브(2)의 중심이 워블링하지 않고, 트랙 그루브의 측면만이 워블링하고 있어도 좋다.
본 발명의 광디스크는 복수의 정보 기록층을 구비하고 있고, 각 정보 기록층에 상술한 바와 같이 사행하는 트랙 그루브가 형성되어 있다. 본 발명의 다층 광디스크의 주요한 특징점은 트랙 그루브에 형상 요소가 각 정보 기록층에서 동일하지 않고, 다르게 되어 있는 것에 있다.
이하, 트랙 그루브가 갖는 3종류의 형상 파라미터를 각각 조절한 실시예를 구체적으로 설명한다.
(실시예 1)
먼저, 도 4 및 도 5를 참조하면서, 본 발명에 따른 광디스크의 실시예 1을 설명한다.
본 실시예에 있어서의 다층 광디스크는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 광헤드에 의해서 정보의 기록 및/또는 재생이 행해지는 복수의 정보 기록층을 구비한 다층 광디스크이다. 복수의 정보 기록층은 중간층을 거쳐서 적층되어 있고, 각 정보 기록층은 워블링하는 트랙 그루브를 갖는 면 및 기록층을 갖고 있다. 도 5는 트랙 그루브의 사행하는 모양을 나타내고 있다. 트랙 그루브의 폭은 0.10∼0.25㎛ 정도이며, 깊이는 10∼25㎚ 정도이다.
다시, 도 4를 참조한다. 보다 구체적으로는, 본 실시예의 광디스크는 광헤드가 배치되는 쪽으로부터 순서대로, 폴리카보네이트제 시트(두께 80㎛)(301)와, 제 1 자외선 경화 수지층(두께 10㎛)(302)과, 반투명의 제 1 정보 기록층(두께 10㎛)(303)과, 제 2 자외선 경화 수지층(두께 20∼40㎛ 정도)(306)과, 제 2 정보 기록층(304)과, 폴리카보네이트제 기재(305)를 구비하고 있다.
제 1 자외선 경화성 수지층(302)은, 트랙 피치가 대략 0.32㎛의 트랙 그루브와, 내주부에 형성된 피트를 갖고 있다. 피트의 배치는 재기록이 불가능한 정보를 표현하고 있다.
제 1 정보 기록층(303) 및 제 2 정보 기록층(304)은 모두 GeTeSb를 주성분으로 하는 상 변화 기록 재료를 포함하고 있다.
제 2 자외선 경화 수지층(306)은 제 1 정보 기록층(303)과 제 2 정보 기록층(304)을 접착함과 동시에, 두 개의 정보 기록층 사이를 막는 중간층으로서 기능한다.
폴리카보네이트제 기재(305)의 제 1 면에는, 피치가 대략 0.32㎛인 트랙 그루브가 스파이럴 형상 또는 동심원 형상으로 형성되어 있고, 디스크 내주부에는, 재기록이 불가능한 피트가 배치되어 있다.
레이저광의 조사에 의한 제 2 정보 기록층(304)의 기록 재생은 제 1 정보 기록층(303)을 통해서 실행된다. 이 때문에, 제 1 정보 기록층(303)은 기록 재생에 이용하는 레이저광에 대하여 대략 50%의 투과율을 갖고 있다.
또, 도면에서는, 각 층의 두께, 트랙 그루브의 폭 및 깊이 등의 각종 구성 요소의 크기가 현실의 크기를 반영하지 않고 있다. 예컨대, 트랙 그루브의 깊이는 기록 재생에 이용하는 레이저광의 파장의 수분의 1에 지나지 않지만, 제 2 자외선 경화 수지층(306)의 두께(즉, 상하 정보 기록층의 간격)는 상기 파장의 수십 배로부터 100배 정도도 있다.
본 실시예에 있어서의 광디스크의 특징점 중 하나는, 제 1 정보 기록층(303)에 있어서의 트랙 그루브의 사행량이 제 2 정보 기록층(304)에 있어서의 트랙 그루브의 사행량과 다르게 되어 있는 것에 있다. 이하, 이 점을 상세히 설명한다.
본 실시예의 각 정보 기록층(303, 304)에 있어서의 트랙 그루브는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 단일 주파수로 대략 정현파형 형상으로 사행하고 있다. 이 주파수에 근거해서 클럭 신호의 주파수가 규정된다. 즉, 트랙 그루브의 사행 주기는 클럭 정보를 표현하고 있다. 여기서, 트랙 그루브의 「사행량」이란, 디스크 직경 방향을 따라 측정한 사행의 진폭이다.
상기한 클럭 정보는, 예컨대, 파장 405㎚의 레이저광을 출사하는 개구수 0.85의 광헤드에 의해 재생된다. 구체적으로는, 우선, 광디스크로부터 반사되는 레이저광을, 트랙 방향에 대하여 좌우로 2분할한 수광면에서 검출하여, 두 개의 신호의 차이(푸시풀 신호)를 작성한다. 이 푸시풀 신호는 레이저광의 스폿이 트랙 그루브를 추종하도록 광 픽업을 제어하기 위해 이용된다. 푸시풀 신호는 트랙 그루브의 사행에 따른 고주파수 성분을 포함하고 있지만, 사행의 주파수 대역은 트래킹 제어에서 중요한 신호 성분의 주파수 대역보다도 높다. 이 때문에, 푸시풀 신호에 대하여 적절한 필터링을 실행하면, 클럭 정보를 분리·검출할 수 있다. 또, 트랙 그루브의 도중에 트랙 그루브가 도중에서 끊기는 부분을 마련하여, 그 부분에 클럭 정보 이외의 정보를 기록시킬 수 있다.
본 실시예에서는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 두 개의 정보 기록층에 있어서의 트랙 그루브의 피치(트랙 피치)는 같지만, 제 1 정보 기록층(303)에 있어서의 트랙 그루브의 사행량 W1과 제 2 정보 기록층(304)에 있어서의 트랙 그루브의 사행량 W2가 다르다.
비교예로서, 각 정보 기록층에 있어서의 트랙 그루브의 사행량 W1, W2를 트랙 그루브 피치의 대략 4%로 같게 한 경우, 광헤드로부터 입사하는 레이저광의 강도에 대하여, 제 1 정보 기록층(303)에서 반사하여 광헤드의 수광면에서 검출되는 반사광 강도의 비율은 약 7%였지만, 제 2 정보 기록층(304)에서 반사하여 광헤드의 수광면에서 검출되는 반사광 강도의 비율은 약 5%였다.
또한, 제 2 정보 기록층(304)을 기록 재생할 때에는, 레이저광의 경로 도중에 제 1 정보 기록층(303)이 존재하기 때문에, 제 2 정보 기록층(304)에서 반사된 광 신호에는, 제 1 정보 기록층(303)의 존재에 기인하는 노이즈가 발생한다.
이와 같이, 제 2 정보 기록층(304)으로부터의 반사광 강도가 낮게 되고, 노이즈가 증가하면, 재생 신호의 CN비가 저하해 버린다. 트랙 그루브의 사행에 근거해서 클럭 정보를 양호하게 판독하기 위해서는, 30dB 이상의 CN비가 필요하다. 트랙 그루브의 사행량 W와 CN비의 관계를 표 1에 나타낸다.
표 1로부터 알 수 있듯이, 제 2 정보 기록층(304)에 있어서의 트랙 그루브의사행량 W2를 제 1 정보 기록층(303)에 있어서의 트랙 그루브의 사행량 W1과 같게 10㎚로 한 경우, 제 2 정보 기록층(304)으로부터 재생되는 신호의 CN비는 30dB을 하회하였다. 그러나, 사행량 W1을 10㎚, 사행량 W2를 15㎚로 했을 때에는, 양 정보 기록층으로부터 재생되는 신호에 대하여 33dB의 CN비가 얻어졌다.
또, 각 정보 기록층에서 반사되어, 광헤드의 수광면에서 검출되는 광량이 정보 기록층에 따라 크게 다르면, 다른 정보 기록층에 대하여 기록 재생을 할 때, 두 개의 정보 기록층의 사이에서 광헤드의 초점을 이동시킬 때에 문제가 발생한다. 이 문제를 피하기 위해서는, 검출되는 광량이 최소로 되는 정보 기록층에 관한 광량에 대하여, 검출되는 광량이 최대로 되는 정보 기록층에 관한 광량을 두 배 이하로 조절하는 것이 바람직하다.
트랙 그루브의 사행에 기인하는 재생 신호의 진폭에 관한 CN비의 편차는 정보 기록층 사이에서 30% 이내로 조절되는 것이 바람직하다.
다음에, 도 7을 참조하면서, 본 실시예에 있어서의 다층 광디스크의 제작 방법을 설명한다.
우선, 제 1 유리 기판(두께 : 예컨대, 6㎜ 정도)(501) 및 제 2 유리 기판(두께 : 예컨대, 6㎜ 정도)(502)을 세정한다. 그리고, 제 1 유리 기판(501) 상에 포토 레지스트(두께 : 10∼40㎚ 정도)를 도포한 제 1 원반(503)과, 제 2 유리 기판(502) 상에 포토 레지스트(두께 : 10∼40㎚ 정도)를 도포한 제 2 원반(504)을 준비한다. 양 유리 기판(501, 502) 상에 형성한 포토 레지스트의 두께는 대략 동일하다.
다음에, 두 개의 원반(503, 504)의 포토 레지스트에 소정의 패턴을 전사하는 기록/현상 공정을 실행한다. 구체적으로는, 파장 248㎚의 레이저광을 포토 레지스트에 집광하고, 포토 레지스트를 노광한다. 원반(503, 504)을 회전시키면서, 포토 레지스트 상에 있어서의 레이저광의 빔 스폿 위치를 디스크 직경 방향으로 변위시킨다. 이 변위는 레이저광의 빔을 편향시키는 것에 의해 행해진다. 이렇게 해서, 사행하는 트랙 그루브의 패턴이 포토 레지스트에 전사된다. 또, 레이저광의 강도를 변조함으로써, 트랙 그루브의 형성을 단절할 수도 있고, 트랙 그루브의 폭 등의 물리적 형상을 제어하는 것도 가능하다. 이렇게 해서, 트랙 그루브를 포함하는 소망하는 패턴이 잠상으로서 포토 레지스트에 전사된다. 이 다음, 현상을 지나서 소정 패턴이 포토 레지스트에 부여되어, 제 1 마스터 원반(505)과 제 2 마스터 원반(506)이 제작된다.
각 마스터 원반(505, 506)에 대하여, 스퍼터법에 의해 Ni 박막을 퇴적한다. 그 후, Ni 박막을 전극으로서 Ni 전주(電鑄)를 실행하여, 두께 약 300㎛의 Ni층을 형성한다. 각 마스터 원반(505, 506)으로부터 Ni층을 박리한 후, Ni층에 부착한 포토 레지스트를 제거하여, Ni층의 이면(裏面)을 연마한다. 이 Ni층으로부터 디스크의 내경 및 외경을 규정하는 불필요한 부분을 관통하여, 광디스크의 금형으로서 기능하는 제 1 스탬퍼(507) 및 제 2 스탬퍼(508)를 제작한다(마스터링 공정).
다음에, 제 1 스탬퍼(507)를 이용하여, 제 1 정보 기록층이 형성된 제 1 기재(509)를 제작한다. 도 8을 참조하면서, 이 공정(제 1 복제 공정)을 설명한다.
우선, 사출 성형에 의해, 제 1 스탬퍼(507)를 이용하여 폴리카보네이트제의기재 마스터(601)를 제작한다. 기재 마스터(601)의 표면은, 제 1 스탬퍼(507)의 요철 패턴이 전사된다. 기재 마스터(601)의 패턴 전사면 상에 대하여, 스퍼터링법에 의해, Al막을 퇴적한다.
한편, 두께 약 80㎛의 폴리카보네이트제 시트로 제작한 원형의 시트(602)를 준비하고, 이 원형 시트(602) 상에 자외선 경화 수지를 도너츠 형상으로 토출한다.
이 후, 기재 마스터(601)의 Al막이 형성되어 있는 면을 시트 원형 시트(602)에 대향시켜 겹친다. 기재 마스터(601)를 회전시킴으로써, 여분인 자외선 경화 수지를 원심력으로 제거한다. 이렇게 해서, 기재 마스터(601)와 시트(602) 사이의 자외선 경화 수지의 두께를 약 10㎛로 조절한다.
자외선의 조사에 의해서 자외선 경화 수지를 경화시킨 후, 기재 마스터(601)로부터, 경화한 자외선 경화 수지 및 시트(602)를 박리한다. 자외선 경화 수지와 시트(602)막은 일체화하고 있어, 시트 기재(603)를 구성한다. 이 시트 기재(603)의 표면에는, 제 1 스탬퍼(507)의 패턴이 전사되어 있다.
시트 기재(603)의 패턴 전사면에, 제 1 유전체막(두께 : 50∼1000㎚ 정도)(604), 기록막(두께 : 3∼50㎚ 정도)(605), 제 2 유전체막(두께 : 50∼1000㎚ 정도)(606) 및 금속 반사막(두께 : 0∼40㎚ 정도)(607)을, 이 순서로 적층한다. 또, 금속 반사막(607)은 생략될 수도 있다. 제 1 유전체막(604) 및 제 2 유전체막(606)은 모두 ZnS를 주성분으로 하는 재료로 형성되어 있고, 기록막(605)은 GeTeSb를 주성분으로 하는 상 변화 기록 재료로 형성되어 있다. 금속 반사막(607)은 Ag 합금막으로 형성되어 있고, 기록 재생에 이용하는 레이저광에 대하여 반투명해지는 두께를 갖고 있다. 이들의 적층막(정보 기록막)을 구성하는 각 층은 모두, 바람직하게는 스퍼터법에 의해 퇴적된다.
스퍼터법에 의해 형성한 기록막(605)은 성막 직후에 있어서 비정질 상태이다. 기록막(605)을 초기화하기 위해서, 레이저광을 집광하여 기록막(605)에 조사하고, 기록막(605)을 결정화시킨다. 이렇게 해서, 제 1 기재(509)가 제작된다.
다음에, 상기 제 2 스탬퍼(508)를 이용하여, 제 2 기재(510)를 제작한다. 도 9를 참조하면서, 이 공정(제 2 복제 공정)을 설명한다.
우선, 사출 성형에 의해, 제 2 스탬퍼(508)를 이용하고 두께 대략 1.1㎜의 폴리카보네이트제 기재(701)를 제작한다. 기재 마스터(701)의 표면은 제 2 스탬퍼(508)의 요철 패턴이 전사된다.
기재 마스터(701)의 패턴 전사면 상에 대하여, 금속 반사막(705), 제 2 유전체막(704), 기록막(703) 및 제 1 유전체막(702)을 이 순서로 적층한다. 이들 적층막(정보 기록막)은 바람직하게는 스퍼터링법으로 형성된다.
금속 반사막(705)은 Al을 주성분으로 하는 금속막으로 형성되고, 제 1 유전체막(702) 및 제 2 유전체막(704)은 ZnS를 주성분으로 하는 막으로 형성된다. 기록막(703)은 GeTeSb를 주성분으로 하는 상 변화 기록 재료로 형성된다. 이들의 적층막(정보 기록막)을 구성하는 각 층은 모두 바람직하게는 스퍼터법에 의해 퇴적된다.
제 1 기재에 대한 것과 마찬가지로, 레이저광을 집광하여 기록막(703)에 조사함으로써, 기록막을 결정화시켜 초기화한다. 이렇게 해서, 제 2 기재(510)가 제작된다.
다시, 도 7을 참조한다.
제 1 기재(509)의 정보 기록층이 형성된 면에 자외선 경화 수지를 동심원 형상으로 토출한다. 이 후, 제 2 정보 기록층부기재(510)의 정보 기록층이 형성된 면이 제 1 정보 기록층부기재와 대향하도록 겹친다. 자외선 경화 수지 이들을 회전시켜, 잔류한 자외선 경화 수지를 원심력으로 제거함으로써, 자외선 경화 수지의 두께를 20∼40㎛로 조절한다.
자외선 조사에 의해, 자외선 경화 수지를 경화시켜, 양 기재를 접착시키고, 또한 양 정보 기록층의 사이를 가로막는 중간층을 형성한다. 이와 같이 해서, 두 개의 정보 기록층을 갖는 다층 광디스크(511)가 제작된다.
또, 도면에서는, 상층에 위치하는 정보 기록층의 트랙 그루브의 위치와, 하층에 위치하는 정보 기록층의 트랙 그루브의 위치가 완전히 정합하도록 기재되어 있지만, 실제로는, 그럴 필요는 없다. 트래킹 제어는, 정보 기록층마다 실행되기 때문에, 정보 기록층마다 트랙 그루브의 위치가 특정한 관계를 갖고 있을 필요는 없다.
본 실시예에서는, 정보 기록층마다에 트랙 그루브의 사행량을 변경할 필요가 있다. 이 때문에, 제 1 마스터 원반(505) 상의 포토 레지스트에 트랙 그루브의 패턴을 기록하는 공정과, 제 2 마스터 원반(506) 상의 포토 레지스트에 트랙 그루브의 패턴을 기록하는 공정에서 레이저광의 편향량을 다르게 하다. 구체적으로는, 제 1 마스터 원반(505)에 대해서는, 도 6에 나타내는 사행량이 W1로 되도록 레이저광의 편향량이 조절된다. 이에 대하여, 제 2 마스터 원반(506)에 대해서는, 도 1에 나타내는 사행량이 W2(≠W1)로 되도록 레이저광의 편향량이 조절된다. 이에 따라, 트랙 그루브의 사행량이 W1로 조절된 제 1 기재(509)와, 트랙 그루브의 사행량이 W2로 조절된 제 2 기재(510)가 얻어진다.
(실시예 2)
도 10을 참조하면서, 본 발명에 따른 다층 광디스크의 실시예 2를 설명한다.
본 실시예에 있어서의 다층 광디스크의 적층 구조는, 실시예 1에 있어서의 다층 광디스크와 대략 마찬가지이다. 다만, 본 실시예의 광디스크에 있어서는, 제 1 정보 기록층(801)에 있어서의 트랙 그루브의 깊이 D1과 제 2 정보 기록층(802)에 있어서의 트랙 그루브의 깊이 D2가 다르게 되어 있다.
도 11은 광헤드로부터 사출되는 레이저광의 파장을 λ로 한 경우에 있어서, 트랙 그루브의 사행에 기인하는 재생 신호의 진폭과, 트랙 그루브의 깊이 관계를 나타내는 그래프이다. 트랙 그루브의 깊이는 광로 길이로 환산되어 있다. 도 11의 그래프로부터 알 수 있듯이, 재생 신호의 진폭은 트랙 그루브의 깊이가 λ/8로 최대가 되고, 깊이 λ/4에 근접함에 따라서 재생 신호의 진폭이 감소한다. 제 1 정보 기록층에 있어서의 트랙 그루브의 깊이 D1 및 제 2 정보 기록층에 있어서의 트랙 그루브의 깊이 D2는 모두 λ/8 이하로 하는 것이 바람직하다.
다층 광디스크의 경우, 제 2 정보 기록층(802)으로부터의 재생 신호에 포함되는 노이즈가 제 1 정보 기록층(801)으로부터의 재생 신호에 포함되는 노이즈보다도 크게 되는 경향이 있다. 트랙 그루브의 깊이 D1=트랙 그루브의 깊이 D1로 한 경우, 광헤드로부터 입사하는 레이저광의 강도에 대하여, 제 1 정보 기록층(801)에서 반사하여 수광면에서 검출되는 레이저광의 강도의 비율은 약 7%이지만, 제 2 정보 기록층(802)에서 반사하여 수광면에서 검출되는 레이저광의 강도의 비율은 대략 5%였다.
파장 405㎚의 레이저광을 출사하는 개구수 0.85의 광헤드를 이용하여 기록 재생했을 때의 CN비를 표 2에 나타낸다. 필요한 CN비는 30dB 이상이다.
표 2로부터 알 수 있듯이, 제 1 정보 기록층(801)에 있어서의 트랙 그루브 깊이 D1에 대하여, 제 2 정보 기록층(802)에 있어서의 트랙 그루브 깊이 D2를 10∼20% 정도 깊게 함으로써, 양 정보 기록층 모두 30dB 이상의 거의 같은 CN비가 얻어진다. 또, 정보 기록층에서 반사되어, 광헤드의 수광면에서 검출되는 광량이 정보 기록층에 의해 크게 다르면, 다른 정보 기록층에 대하여 기록 재생을 할 때, 두 개의 정보 기록층의 사이에서 광헤드의 초점을 이동시킬 때에 문제가 발생한다. 이 문제를 피하기 위해서는, 검출되는 광량이 최소로 되는 정보 기록층에 관한 광량에 대하여, 검출되는 광량이 최대로 되는 정보 기록층에 관한 광량을 2배 이하로 조절하는 것이 바람직하다.
다음에, 본 실시예에 있어서의 다층 광디스크의 제작 방법을 설명한다. 이 다층 광디스크의 제작 방법은 실시예 1에 있어서의 다층 광디스크의 제작 방법과 대략 동일하다. 다른 점은 제 1 원반 및 제 2 원반 상에 형성하는 포토 레지스트의 두께를 각각 D1 및 D2(≠D1)로 한 점에 있다.
또, 각 원반에 도포하는 포토 레지스트의 두께를, 소망하는 트랙 그루브 깊이보다도 크고, 노광 공정에서의 레이저광의 강도를 두 개의 원반으로 변화시켜도, 트랙 그루브의 깊이를 정보 기록층마다 변화시킬 수 있다.
(실시예 3)
도 12를 참조하면서, 본 발명에 따른 다층 광디스크의 실시예 3을 설명한다.
본 실시예에 있어서의 다층 광디스크의 적층 구조도, 실시예 1에 있어서의 다층 광디스크와 대략 마찬가지이다. 단, 본 실시예의 광디스크에 있어서는, 제 1 정보 기록층(1001)에 있어서의 트랙 그루브의 측면 각도 A1과 제 2 정보 기록층(1002)에 있어서의 트랙 그루브의 측면 각도 A2가 다르다.
광헤드에서 검출되는 트랙 그루브의 신호는 트랙 그루브에서의 반사광과, 트랙 그루브에서 회절된 광이 광헤드의 수광면 상에서 간섭해서 얻어진다. 트랙 그루브의 측면 각도가 크게 되면, 이 간섭 상태가 변화되고, 결과로서 트랙 그루브가 얕게 되는 것과 동등한 효과를 가진다.
트랙 그루브의 측면 각도 A1=트랙 그루브의 측면 각도 A1로 한 경우, 광헤드로부터 입사하는 광의 강도에 대하여, 제 1 정보 기록층(1001)에서 반사하여 수광면에서 검출되는 강도의 비율은 대략 7%였지만, 제 2 정보 기록층(1002)에서 반사하여 수광면에서 검출되는 강도의 비율은 대략 5% 였다.
각 정보 기록층에 있어서의 트랙 그루브의 깊이를 17㎚로 한 경우에 있어서, 파장 405㎚의 레이저광을 출사하는 개구수 0.85의 광헤드를 이용하여 기록 재생을 했을 때의 CN비를 표 3에 나타낸다. 필요한 CN비는 30dB 이상이다.
표 3에 나타내는 바와 같이, 제 1 정보 기록층(1001)에 있어서의 트랙 그루브의 측면 경사 각도 A1을, 제 2 정보 기록층(1002)에 있어서의 트랙 그루브의 측면 경사 각도 A2보다도 15도 정도 크게 함으로써, 제 1 정보 기록층(1001)으로부터의 재생 신호의 CN비를 낮추어, 제 2 정보 기록층(1002)으로부터의 재생 신호의 CN비와 같은 크기(33dB)로 할 수 있었다. 이렇게 해서, 양 정보 기록층으로부터의 재생 신호에 대하여, 30dB 이상의 대략 동일한 CN비가 얻어졌다.
또, 정보 기록층에서 반사되어, 광헤드의 수광면에서 검출되는 광량이 정보 기록층에 의해 크게 달라지면, 다른 정보 기록층에 대하여 기록 재생할 때, 두 개의 정보 기록층 사이에서 광헤드의 초점을 이동시킬 때에 문제가 발생한다. 이 문제를 피하기 위해서는, 검출되는 광량이 최소로 되는 정보 기록층에 관한 광량에 대하여, 검출되는 광량이 최대로 되는 정보 기록층에 관한 광량을 두 배 이하로 조절하는 것이 바람직하다.
다음에, 본 실시예에 있어서의 다층 광디스크의 제작 방법을 설명한다. 본 실시예에 있어서의 다층 광디스크의 제작 방법은, 실시예 1에 있어서의 다층 광디스크의 제작 방법과 대략 동일하다. 단, 본 실시예에서는, 포토 레지스트에 대한 노광 현상 공정과 도금 공정 사이에, 마스터 원반을 감광 재료의 융점에 가까운 온도(예컨대, 약 120℃)로 수분간 가열한다. 이 가열 공정에 의해, 포토 레지스트의 표면이 용융하여, 표면 장력에 의해서 포토 레지스트의 표면이 둥글게 된다. 이 가열 처리의 온도 및/또는 가열 처리 시간을 조절함으로써, 마스터 원반의 트랙 그루브의 측면 각도를 제어할 수 있다.
스탬퍼를 제작한 후에 있어서도, Ar 가스의 플라즈마 중에 스탬퍼를 노광함으로써 트랙 그루브의 측면 각도를 변경할 수 있다. 이것은, 플라즈마 처리에 의해, 트랙 그루브의 각 부분에 전계가 집중하고, 다른 부분보다도 우선적으로 스퍼터링되어, 각부(角部)가 둥글게 되기 때문이다. 이 처리에 의한 각부의 형상 변화는 플라즈마 처리의 시간이나 플라즈마의 상태(이온 밀도나 이온 조사 에너지)에 의존한다. 그러므로, 플라즈마 처리 시간이나 플라즈마 생성에 이용하는 인가 전력을 스탬퍼마다 바꾸는 것에 의해서도, 본 실시예에 있어서의 다층 광디스크를 제작할 수 있다. 또, 상기한 Ar 가스에 대신해서, 또는 Ar 가스에 부가해서, 다른 가스(예컨대, 산소 가스)를 이용하여, 플라즈마를 생성하여도 좋다.
이상의 각 실시예에 있어서는, 모두 제 2 정보 기록층의 노이즈를 저감하도록 트랙 그루브의 사행량, 깊이 및 트랙 그루브의 측면 각도와 같은 형상 파라미터를 조절하였다. 그러나, 다층 광디스크의 구조나 제작 방법에 의하면, 제 1 정보 기록층의 노이즈가 커지는 것도 생각된다. 그와 같은 경우에는, 제 1 정보 기록층의 노이즈를 저감하도록, 트랙 그루브의 형상 파라미터를 조절하여도 좋다. 트랙 그루브의 양 측면을 동시에 사행시키는 경우뿐만 아니라, 각 측면을 독립적으로 사행, 또는 한 쪽만을 사행시켜도 좋다.
(실시예 4)
트랙 그루브의 사행은 단지 정현파형만으로 구성되어 있지 않아도 좋다. 도 13에 나타내는 바와 같은 일부를 직사각형 파형으로 변경하여도 좋다. 정현파형으로부터 구별되는 특징을 트랙 그루브에 부여함으로써, 클럭 정보 이외의 정보(어드레스 정보 등의 보조 정보)를 트랙 그루브에 기록할 수 있다. 트랙 그루브의 직사각형 파형부의 진동량을, 정현파형부의 진동량보다도 크게 하면, 높은 품질로 보조 정보를 검출할 수 있다.
도 13에 나타내는 바와 같은 형상을 트랙 그루브에 부여하기 위해서는, 정현파형의 주파수보다도 10배 이상의 주파수 대역으로 레이저광을 편향하는 것이 가능한 편향기(예컨대, 전기 광학 효과를 이용한 편향기)를 이용하여 상기 포토 레지스트를 노광하면 좋다.
이하, 도면을 참조하면서, 트랙 그루브의 워블링 구조가 복수 종류의 변위 패턴의 조합에 의해서 규정되는 광디스크를 자세히 설명한다.
본 실시예에 있어서의 트랙 그루브의 평면 형상은 도 3이나 도 5에 나타내는바와 같은 단순한 정현파형만으로 이루어지는 것이 아니라, 정현파형과는 다른 형상 부분을 적어도 일부에 가지고 있다. 이러한 워블 그루브의 기본 구성은 본 출원인에 의한 특허 출원(일본 특허 출원 제2000-6593호, 일본 특허 출원 제2000-187259호 및 일본 특허 출원 제2000-319009호)의 명세서에 개시되어 있다.
도 14(a) 및 도 14(b)를 참조한다. 도 14(a)는 트랙 그루브(2)의 워블 패턴을 구성하는 네 종류의 기본 요소를 나타내고 있다. 도 14(a)에는, 매끄러운 정현파형 부분(100, 101), 디스크 외주 방향 변위를 급준하게 한 직사각형 부분(102) 및 디스크 내주 방향 변위를 급준하게 한 직사각형 부분(103)이 나타내어져 있다. 이들 요소 부분의 조합에 의해, 도 14(b)에 나타내는 바와 같은 네 종류의 워블 패턴(104∼107)이 형성된다.
워블 패턴(104)은 직사각형 부분이 없는 정현파이다. 이 패턴을 「기본 파형」이라고 부르는 것으로 한다. 본 명세서에 있어서, 「정현파」란, 완전한 정현파형에 한정되는 것이 아니라, 매끄러운 사행을 넓게 포함하는 것으로 한다.
워블 패턴(105)은 정현파형에 의한 변위보다도 급격하게 디스크 외주 측으로 변위하는 부분을 갖고 있다. 이러한 부분을 「외주 방향 변위 직사각형부」라고 칭하기로 한다.
실제의 광디스크에서는, 트랙 그루브의 디스크 직경 방향 변위를 트랙 방향에 대하여 수직으로 실현하는 것은 곤란하기 때문에, 완전한 직사각형이 형성되는 것은 아니다. 따라서, 실제의 광디스크에 있어서의 직사각형부의 에지 형상은 정현파 부분에 대하여 상대적으로 급준하게 변위하고 있으면 좋고, 완전한 직사각형일 필요는 없다. 도 14(b)로부터도 알 수 있듯이, 정현파 부분에서는, 최내주 측에서 최외주측으로의 변위가 워블 주기의 1/2시간으로 완료한다. 직사각형 부분에서는, 마찬가지의 변위가 워블 주기의, 예컨대, 1/4 이하에서 완료하도록 하면, 이들의 형상 차이를 충분히 검지할 수 있다.
또, 워블 패턴(106)은 내주 방향 변위 직사각형으로 특징지어지고, 워블 패턴(107)은 「내주 방향 변위 직사각형」과 「외주 방향 변위 직사각형」으로 특징지어진다.
워블 패턴(104)은 기본 파형에 의해서만 구성되기 때문에, 그 주파수 성분은 워블 주기 T의 역수에 비례하는 「기본 주파수」에 의해 규정된다. 이에 대하여, 다른 워블 패턴(105~107)의 주파수 성분은 기본 주파수 성분 이외에 고주파 성분을 갖고 있다. 고주파 성분은 워블 패턴의 직사각형 부분에 있어서의 급격한 변위에 의해서 발생한다.
워블 패턴(105∼107)에 대하여, 도 3의 좌표계를 채용하여, 트랙 중심의 Y좌표를 X좌표의 함수로 나타내면, 이들의 함수를 푸리에 급수로 전개할 수 있다. 전개된 푸리에 급수에는, sin(2πx/T)보다도 진동 주기가 짧은 sin 함수의 항(고조파 성분)이 포함되게 된다. 그러나, 어느 쪽의 워블 패턴도 기본 파형 성분을 갖고 있다. 본 명세서에서는, 기본 파형의 주파수를 「워블 주파수」라고 칭하는 경우가 있다. 상기 네 종류의 워블 패턴은 공통의 워블 주파수를 갖고 있다.
본 실시예에서는, 워블 주파수를 변조함으로써 트랙 그루브(2)에 어드레스 정보를 기입하는 대신, 전술한 복수 종류의 워블 패턴을 조합시키는 것에 의해, 어드레스 정보를 포함하는 여러 가지의 정보를 트랙 그루브에 기록시킬 수 있다. 구체적으로는, 트랙 그루브의 소정 구간마다 상기 네 종류의 워블 패턴(104∼107) 중 어느 하나를 할당함으로써, 예컨대 「B」, 「S」, 「0」 및 「1」 등의 네 개의 부호를 기록해 두는 것이 가능하다. 여기서, 「B」는 블럭 정보를 나타내고, 「S」는 동기 정보를 나타내는 것으로 한다. 「0」 및 「1」은 그들의 조합에 의해서 어드레스 번호나 그 오류 검출 부호 등을 표현한다.
다음에, 도 15 및 도 16을 참조하면서, 본 발명에 따른 광 디스크로부터 트랙 그루브의 워블에 의해서 기록된 정보를 재생하는 방법의 기본을 설명한다.
우선, 도 15(a) 및 도 16을 참조한다.
도 15는 재생 장치의 주요부를 도시하는 도면이고, 도 3(b)는 트랙 그루브와 재생 신호의 관계를 도시하는 도면이다.
도 16에 모식적으로 나타내는 트랙 그루브(1200)에 대하여, 재생용 레이저 빔(1201)의 스폿을 화살표 방향으로 조사한다. 레이저 빔(1201)은 광디스크로부터 반사되어, 반사광(1202)이 형성된다. 반사광(1202)은 도 15에 나타내는 재생 장치의 디텍터(1203, 1204)에서 수취된다. 디텍터(1203, 1204)는 디스크 반경 방향에 대응한 방향으로 분할되어 있고, 각각, 받은 광의 강도에 따른 전압을 출력한다. 디텍터(1203, 1204)에 대한 반사광(1202)의 조사 위치(수광 위치)가 디텍터(1203)와 디텍터(1204) 사이에 있는 분할 위치에 대하여 어느 쪽으로 시프트하면, 디텍터(1203)의 출력과 디텍터(1204)의 출력 사이에 차이가 발생한다(차동 푸시풀 검출). 디텍터(1203, 1204)의 출력은 차동 회로(1205)에 입력되고, 차동회로(1205)에서 감산이 실행된다. 그 결과, 그루브(1200)의 워블 형상에 따른 신호(워블 신호)(1206)가 얻어진다. 워블 신호(1206)는 하이패스 필터(HPF)(1207)에 입력되고, 이 하이패스 필터(HPF)(1207)에서 미분된다. 그 결과, 워블 신호(1206)에 포함되어 있던 매끄러운 기본 성분은 감쇠하여, 급준한 경사를 가진 직사각형 부분에 대응한 펄스 성분을 갖는 펄스 신호(1208)가 얻어진다. 도 16으로부터 알 수 있듯이, 펄스 신호(1208)에 있어서의 각 펄스의 극성은 그루브(1200)에 있어서의 급준한 변위의 방향에 의존하고 있다. 이 때문에, 펄스 신호(1208)로부터, 그루브(1200)가 갖는 워블 패턴을 식별하는 것이 가능하다.
다음에, 도 17을 참조한다. 도 17은 도 16에 나타내는 워블 신호(1206)로부터 펄스 신호(1208)와 클럭 신호(1209)를 생성하는 회로의 구성예를 나타내고 있다.
도 17의 구성예에서는, 워블 신호(1206)는 제 1 밴드 패스 필터 BPF1 및 제 2 밴드 패스 필터 BPF2에 입력된다. 그리고, 제 1 밴드 패스 필터 BPF1 및 제 2 밴드 패스 필터 BPF2는 각각 펄스 신호(1208) 및 클럭 신호(1209)를 생성하고 있다.
트랙의 워블 주파수를 fw(Hz)라고 하면, 제 1 밴드 패스 필터 BPF1은 4fw∼6fw(예컨대, 5fw)의 주파수에서 이득(투과율)이 피크로 되는 특성을 갖는 필터로 형성된다. 이러한 필터에 따르면, 저주파로부터 피크 주파수까지는, 예컨대, 20dB/dec에서 이득이 상승하고, 피크 주파수보다도 주파수가 높은 영역에서는 급격히, 예컨대, 60dB/dec로 이득이 저하하는 것이 바람직하다. 제 1 밴드 패스 필터BPF1은 트랙의 워블이 직사각형으로 변화되는 부분을 나타내는 펄스 신호(1208)를 워블 신호(1206)로부터 적절히 생성할 수 있다.
한편, 제 2 밴드 패스 필터 BPF2는 소정의 주파수 대역(예컨대, 워블 주파수 fw를 중심에 포함하는 0.5fw∼1.5fw의 대역)으로 이득이 높고, 그 이외의 주파수에서는 이득이 작은 필터링 특성을 갖고 있다. 이러한 제 2 밴드 패스 필터 BPF2는 트랙의 워블 주파수에 대응한 주파수를 갖는 정현파 신호를 클럭 신호(209)로서 생성할 수 있다.
본 실시예에 있어서의 트랙 그루브는, 상술한 바와 같이, 복잡한 워블 형상을 가지기 때문에, 2층의 정보 기록층의 한쪽으로부터 재생한 신호의 CN비가 다른 쪽으로부터 재생한 신호의 CN비에 비교하여 저하하면, 클럭 신호뿐만 아니라, 어드레스 정보 등의 재생을 정확히 실행할 수 없게 되는 경우가 있다.
이 때문에, 실시예 1∼3에 대하여 설명한 바와 같이, 트랙 그루브의 형상 요소를 층마다 조절함으로써, 재생 신호의 CN비를 최적화할 수 있게 된다.
또, 본 발명은 두 개의 정보 기록층을 갖는 다층 광디스크에 한정되지 않고, 세 개 이상의 정보 기록층을 갖는 다층 광디스크에 적용될 수 있다. 또한, 트랙 그루브의 형상 요소는 상술한 것에 한정되지 않고, 각 형상 요소를 정보 기록층마다 변화시키는 방법도 상술한 것에 한정되지 않는다. 또한, 실시예 1 내지 3에 대하여 설명한 복수의 형상 요소의 조합을 정보 기록층마다 변화시켜도 좋다.
본 발명에 따르면, 트랙 그루브의 사행에 정보를 기록시킨 형태의 다층 광디스크에 있어서, 트랙 그루브의 사행에 의한 신호의 변조도(變調度), 즉, 반사 광량에 대한 신호의 진폭을 변화시키는 요인(트랙 그루브의 형상 요소)을, 정보 기록층마다 변경하기 때문에, 각 정보 기록층으로부터, 트랙 그루브의 사행에 의해 기록된 정보를 양호한 CN비로 판독할 수 있게 된다.

Claims (18)

  1. 광헤드에 의해서 정보의 기록 및/또는 재생이 행해지는 복수의 정보 기록층을 구비한 다층 광디스크에 있어서,
    상기 복수의 정보 기록층은 중간층을 거쳐서 적층되어 있고,
    각 정보 기록층은 사행하는 트랙 그루브를 갖고 있고,
    상기 복수의 정보 기록층 중 적어도 1층의 정보 기록층에 있어서의 트랙 그루브의 형상 요소는 다른 정보 기록층에 있어서의 트랙 그루브의 형상 요소와는 다르게 되어 있는
    다층 광디스크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 트랙 그루브의 형상 요소는,
    상기 트랙 그루브의 디스크 직경 방향에 따른 사행 진폭, 상기 트랙 그루브의 깊이 및/또는 상기 트랙 그루브의 측면 경사 각도인 다층 광디스크.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    정보 기록층마다 상기 트랙 그루브의 형상 요소 중 어느 것인가에 다른 값이인가되어 있고, 그에 따라 상기 트랙 그루브의 사행에 기인하는 재생 신호의 진폭이 조절되어 있는 다층 광디스크.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 정보 기록층의 각각에 있어서의 상기 트랙 그루브의 사행에 기인하는 재생 신호의 진폭에 관한 CN비가 대략 같은 값을 나타내도록 상기 트랙 그루브의 형상 요소가 조절되고, 그에 따라, CN비의 편차가 정보 기록층 사이에서 30% 이내로 조절되어 있는 다층 광디스크.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 트랙 그루브의 사행은 클럭 신호 재생에 사용되는 대략 단일 주기로 진동하는 기본 주파수 성분을 포함하고 있는 다층 광디스크.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 트랙 그루브의 사행은 보조 정보에 따라 다른 형상을 나타내고, 상기 기본 주파수 성분보다도 높은 주파수 성분을 포함하고 있는 다층 광디스크.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 보조 정보는 디스크 상에 있어서의 어드레스를 나타내는 위치 정보를 포함하고 있는 다층 광디스크.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 트랙 그루브의 사행 형상은 정현파 및 대략 직사각형 파형의 조합을 포함하는 다층 광디스크.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 직사각형 파형의 사행 진폭은 정현파의 사행 진폭보다도 크게 설정되어 있는 다층 광디스크.
  10. 복수의 금형을 준비하는 마스터링 공정과, 상기 복수의 금형을 이용해서 소망 패턴을 전사한 기재를 제작하고, 기록 재생 가능한 정보 기록층을 형성하는 복제 공정을 포함하는, 복수의 정보 기록층을 구비한 다층 광디스크의 제작 방법에 있어서,
    상기 마스터링 공정은,
    상기 복수의 정보 기록층을 위한 복수의 금형으로서, 정보 기록층마다 적어도 하나의 형상 요소가 다른 트랙 그루브를 규정하는 형상을 구비한 금형을 작성하는
    다층 광디스크 제작 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 마스터링 공정은,
    감광성 재료가 도포된 복수의 기판을 준비하는 공정과,
    상기 감광성 재료가 선택된 영역을 기록광에 의해 조사함으로써, 사행하는 트랙 그루브를 포함하는 패턴의 잠상(潛像)을 형성하는 기록 공정과,
    상기 감광성 재료를 현상함으로써, 상기 패턴을 갖는 복수의 원반(原盤)을 제작하는 현상 공정과,
    상기 복수의 원반에 근거해서 상기 복수의 금형을 제작하는 공정을 포함하고 있고,
    상기 기록 공정에서, 상기 기록광의 디스크 직경 방향에 따른 편향량을 기판마다 변화시킴으로써, 상기 트랙 그루브의 사행량을 정보 기록층마다 변화시키는
    다층 광디스크의 제조 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 마스터링 공정은,
    감광성 재료가 도포된 복수의 기판을 준비하는 공정과,
    상기 감광성 재료가 선택된 영역을 기록광에 의해 조사함으로써, 사행하는 트랙 그루브를 포함하는 패턴의 잠상을 형성하는 기록 공정과,
    상기 감광성 재료를 현상함으로써, 상기 패턴을 갖는 복수의 원반을 제작하는 현상 공정과,
    상기 복수의 원반에 근거해서 상기 복수의 금형을 제작하는 공정을 포함하고 있고,
    상기 기록 공정에서, 상기 복수의 금형마다 상기 감광성 재료의 두께를 변화시키는 다층 광디스크의 제작 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 마스터링 공정은,
    감광성 재료가 도포된 복수의 기판을 준비하는 공정과,
    상기 감광성 재료가 선택된 영역을 기록광에 의해 조사함으로써, 사행하는 트랙 그루브를 포함하는 패턴의 잠상을 형성하는 기록 공정과,
    상기 감광성 재료를 현상함으로써, 상기 패턴을 갖는 복수의 원반을제작하는 현상 공정과,
    상기 복수의 원반에 근거해서 상기 복수의 금형을 제작하는 공정을 포함하고,
    상기 복수의 금형마다 상기 트랙 그루브의 측면 경사 각도를 변경하는 다층 광디스크의 제작 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 현상 공정 후, 상기 원반에 대한 가열 처리를 행함으로써, 상기 트랙 그루브의 측면 경사 각도를 변화시키는 다층 광디스크의 제작 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 마스터링 공정 후, 상기 복제 공정 전에, 상기 금형에 대한 플라즈마 처리를 행함으로써, 상기 트랙 그루브의 측면 경사 각도를 변화시키는 다층 광디스크의 제작 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 플라즈마 처리에 아르곤 및/또는 산소를 이용하는 다층 광디스크의 제작 방법.
  17. 제 10 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기록 공정에서, 정현파형과 직사각형 파형을 조합시킨 패턴에 따라 상기 기록광을 편향하는 다층 광디스크의 제작 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 정현파형부와 상기 직사각형 파형부 사이에서 상기 기록광의 편향량을 변화시키는 다층 광디스크의 제작 방법.
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