專利名稱：光學信息記錄媒質(zhì)，光學信息記錄/再現(xiàn)方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學信息記錄媒質(zhì)，它用來自光頭的光照射以進行信息的記錄和/或再現(xiàn)；一種光學信息記錄/再現(xiàn)方法；以及一種光學信息記錄/再現(xiàn)裝置。
背景技術(shù)：
被稱為“數(shù)字化視頻光盤”的光盤作為一種高密度高容量的光學信息記錄媒質(zhì)被推向市場。
這樣的光盤現(xiàn)在迅速被廣泛用作記錄圖像、音樂和計算機數(shù)據(jù)的記錄媒質(zhì)。光盤具有被視作其特有的保護層，并且從而具有像耐刮和耐污這樣的特征。然而，如果該保護層具有厚度誤差或折射率誤差，便產(chǎn)生波陣面象差的三階球面象差分量，它會嚴重地影響信息記錄/再現(xiàn)特征。
現(xiàn)在將參考附圖描述常規(guī)光盤的一個例子。

圖12示出被稱為DVD的光盤的示意圖。該光盤17具有保護層14、記錄層15、以及加固襯底16。波長為660nm的光由物鏡19會聚，并且該記錄層15在該保護層14的一側(cè)用該光照射，從而進行信息的記錄和/或再現(xiàn)。
該物鏡19被設(shè)計以便具有0.6的數(shù)值孔徑，并且當具有660nm波長的光通過折射率為1.58、厚度為0.6mm的光傳輸平板時產(chǎn)生的波陣面象差的三階球面象差分量大約為零。
聚碳酸酯被用于該保護層14，含有電介質(zhì)的薄膜或反射薄膜被用于該記錄層15。該加固襯底16防止該光盤17被翹曲或折斷。
該保護層14防止該記錄層15接觸空氣。同樣，該光盤17的表面18由該保護層14從記錄層15被分離以防止由表面18上的灰塵或刮痕引起的記錄或再現(xiàn)性能的下降。
然而，如果該保護層14具有厚度誤差或折射率誤差，形成于該記錄層15上的束點內(nèi)產(chǎn)生球面象差會嚴重地影響信息的記錄/再現(xiàn)。因此需要控制該保護層14的厚度和折射率。
圖13示出DVD的保護層的折射率和厚度的特定值的例子。橫坐標表示該保護層14的折射率，縱坐標表示該保護層14的厚度。圖中的多邊形線表示折射率和厚度的區(qū)域，球面象差的厚度在約為30mλrm內(nèi)。例如，如果該保護層的折射率和厚度的設(shè)計值被固定在圖13中的虛線上的某點，并且厚度的偏差被限定在該區(qū)域內(nèi)，則可獲得能正常記錄和再現(xiàn)信息的磁盤。
圖14示出的情況中，薄層11和具有記錄層15的加固襯底16通過附著層13被粘結(jié)在一起。該保護層14由聚碳酸酯或類似物形成的薄層14和由紫外線固化樹脂或類似物形成的附著層13構(gòu)成。薄層11在波長660nm時的折射率為1.58而附著層13在相同的波長時的折射率為1.51。
在這種情況下，即使保護層14的厚度0.6mm中不存在誤差，但由于這些折射率間的差異仍會產(chǎn)生球面象差。例如，如果薄層11的厚度為0.56mm而附著層13的厚度為40μm，則產(chǎn)生大約為0.3mλrm的球面象差，它是非常小的。
由此，在數(shù)值孔徑為0.6并且波長為660nm的情況下，由于組成保護層的多層的折射率間的差異產(chǎn)生的球面象差很小并且因此可被忽略。也就是說，在常規(guī)技術(shù)中，由多層組成的保護層可被視作一層，根據(jù)限制球面象差的一種光盤的產(chǎn)品標準，可以通過把保護層的折射率和厚度控制在圖13中示出的某范圍內(nèi)來避免對信息的記錄和再現(xiàn)的不利效應。
然而，最近幾年，對具有較高記錄密度的下一代光盤的研究已經(jīng)在各個方面取得進展。下一代光盤被期望作為一種能替代當前主導的磁帶錄像機(VTR)的記錄媒質(zhì)，并且它們的開發(fā)正以高速被促進。
作為提供光盤記錄密度的裝置，有一種減少記錄表面上形成的束點的方法。這通過增加來自光頭的光的數(shù)值孔徑以及通過減少波長來實現(xiàn)。
然而，這種方法產(chǎn)生相反的效應由于該保護層的厚度誤差和折射率誤差使球面象差大大增加。于是需要控制保護層的厚度和折射率，譬如在上述的DVD的情況下。
圖15是具有增加了的記錄密度的光盤的示意圖。該光盤27具有保護層24、記錄層25和加固襯底26。波長為400到410nm的光由物鏡29會聚，該記錄層25在保護層24一側(cè)用該光照射，從而進行信息的記錄和/或再現(xiàn)。
該物鏡29的數(shù)值孔徑很大，大約為0.85。因此，這兩種透鏡被用作該物鏡29。該物鏡29被設(shè)計以便波陣面象差的三階球面象差分量大致為零，該分量當波長為405nm的光通過由聚碳酸酯等構(gòu)成的、折射率為1.62、厚度為100μm的光傳輸平面時產(chǎn)生。通過增加該數(shù)值孔徑并且通過減少波長來使形成于該記錄層25上的束點大小減小以提高密度。
包含介質(zhì)的薄膜或者反射薄膜被用作該記錄層25。該加固襯底26避免該光盤27被彎曲或折斷。
該保護層24避免該記錄層25接觸空氣。同樣，該光盤27的表面28用該保護層24與記錄層25隔離以避免由于表面28上的灰塵或刮痕引起的記錄或再現(xiàn)性能的降級。
薄層21和具有該記錄層25的加固襯底26由附著層23粘結(jié)在一起。從而該保護層24由兩層形成。
該薄層21由聚碳酸酯等形成，該附著層23由紫外固化樹脂等形成。薄層21在波長為405nm處的折射率為1.62，而附著層23在相同波長處的折射率為1.53。在這種情況下，即使該保護層24的設(shè)計厚度100μm中不存在誤差，也會由于折射率之間的差異而產(chǎn)生球面象差。
例如，即使該薄層的厚度為60μm；該附著層23的厚度為40μm；該保護層的厚度為100μm，仍會產(chǎn)生5.3mλrm的球面象差。該球面象差最初作為殘留象差而遺留下來。
除此之外，在該光盤的制造中由于厚度的改變而產(chǎn)生的球面象差也被加入。一般地，發(fā)生大約3μm的厚度變化時，由于該厚度變化而產(chǎn)生30mλrm的球面象差。
從而，即使該保護層24的厚度可被調(diào)節(jié)為100μm，包含上述殘留球面象差5.3mλrm的總球面象差為35.3mλrm并且不能進行常規(guī)的記錄或再現(xiàn)。
圖16示出當數(shù)值孔徑為0.6、波長為660nm(DVD)由該附著層引起的球面象差以及當數(shù)值孔徑為0.85、波長為405nm時由該附著層引起的球面象差之間的比較。從該圖可理解，當數(shù)值孔徑很大并且波長很短時，由于組成保護層的多層的折射率的差異造成大的球面象差。該象差比DVD情況下的象差大15倍或更多。如果進一步包括保護層厚度的變化，則超出球面象差的可接受限度，這導致不能進行常規(guī)的記錄或再現(xiàn)。
本發(fā)明的揭示考慮到常規(guī)光盤的上述問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種光學信息記錄媒質(zhì)、一種光學信息記錄/再現(xiàn)方法、以及一種光學信息記錄/再現(xiàn)裝置，它與常規(guī)技術(shù)相比，由多層組成的保護層的球面象差被減少以實現(xiàn)常規(guī)的記錄和/或再現(xiàn)。
本發(fā)明的第一個創(chuàng)造(對應于權(quán)利要求1)是一種光學信息記錄媒質(zhì)，它包括記錄層，以及包括至少第一到第m層(m≥2)的保護層，其中，當i是滿足1≤i≤m的整數(shù)時，波長為405nm處的保護層中的第i層的折射率為n，第i層的厚度為di，以及當(a)大致等價于組成保護層的多層并能替代這多層的一層的組合折射率n被指定為n＝((n1d1+n2d2+…+nmdm)/(d1/n1+d2/n2+…+dm/nm))0.5；(b)所述這一層的組合厚度被指定為d＝((n1d1+n2d2+…nmdm)×(d1/n1+d2/n2+…dm/nm))0.5；以及(c)表達式f(n)f(n)＝-109.8n3+577.2n2-985.5n+648.6被指定為與該保護層的組合厚度有關(guān)的一種設(shè)計準則時，第i層的折射率ni和組合折射率n等于或大于1.45并且等于或小于1.65，組合厚度和設(shè)計準則之間的差異d-f(n)等于或大于-10μm并且等于或小于10μm。
本發(fā)明的第二個創(chuàng)造(對應于權(quán)利要求2)是按照該第一個發(fā)明的光學信息記錄媒質(zhì)，其中d-f(n)的值等于或大于-3μm并且等于或小于3μm。
本發(fā)明的第三個創(chuàng)造(對應于權(quán)利要求3)是一種光學信息記錄媒質(zhì)，它包括至少第一和第二記錄層、以及一個包括多層的保護層，其中，當光學信息記錄媒質(zhì)的表面和第二記錄層之間的保護層中的多層中的第一到第k層(k≥2)被指定為第一保護層、并且光學信息記錄媒質(zhì)的表面和第一記錄層之間的保護層中的多層中的第一到第m層(m≥k)被指定為第二保護層時，當i是滿足1≤i≤m的整數(shù)；波長為405 nm處的保護層中的第i層的折射率為ni；以及第i層的厚度為di時，當(a-1)大致等價于第一保護層并能替代第一保護層的一層的組合折射率n被指定為n＝((n1d1+n2d2+…+nmdm)/(d1/n1+d2/n2+…+dm/nm))0.5；(b-1)所述這一層的組合厚度被指定為d＝((n1d1+n2d2+…nmdm)×(d1/n1+d2/n2+…dm/nm))0.5；以及(c-1)表達式f(n)f(n)＝-105.8n3+551.5n2-936.9n+605.2被指定為與第一保護層的厚度有關(guān)的一種設(shè)計準則時；以及當(a-2)大致等價于第二保護層并能替代第二保護層的一層的組合折射率n被指定為n＝((n1d1+n2d2+…+nmdm)/(d1/n1+d2/n2+…+dm/nm))0.5；(b-2)所述這一層的組合厚度被指定為d＝((n1d1+n2d2+…nmdm)×(d1/n1+d2/n2+…dm/nm))0.5；以及(c-2)表達式g(n)g(n)＝-138.7n3+723.7n2-1228.7n+796.0被指定為與第二保護層的厚度有關(guān)的一種設(shè)計準則時，第i層的折射率ni以及第一和第二保護層的組合折射率n等于或大于1.45并且等于或小于1.65，第一保護層的組合厚度d和設(shè)計準則表達式f(n)之間的差異d-f(n)等于或大于-10μm，第二保護層的組合厚度d和設(shè)計準則表達式g(n)之間的差異d-g(n)等于或小于10μm。
本發(fā)明的第四個創(chuàng)造(對應于權(quán)利要求4)是光學信息記錄媒質(zhì)，它包括記錄層和包括至少兩層的保護層，其中，當波長為405nm處的保護層中的特定一層的折射率為n1；這些層中的特定一層的厚度為d1(μm)；以及保護層中除了該特定層之外的其它層的厚度為d2(μm)時，當(a)包括所述d2的方程式被指定為A＝1.280d2-109.8，B＝-6.652d2+577.2，C＝11.27d2-985.5，以及D＝-6.257d2+648.6；以及(b)表達式f(n1)f(n1)=A·n13+B·n12+C·n1+D]]>被指定為與保護層的厚度有關(guān)的一種設(shè)計準則時，折射率ni等于或大于1.45并且等于或小于1.65，波長為405nm處的保護層中除了所述特定一層之外的其它層的折射率等于或大于1.50并且等于或小于1.55，d1+d2-f(n1)的值等于或大于-10μm并且等于或小于10μm。
本發(fā)明的第五個創(chuàng)造(對應于權(quán)利要求5)是根據(jù)第四個創(chuàng)造的光學記錄媒質(zhì)，其中d1+d2-f(n1)的值等于或大于-3μm并且等于或小于3μm。
本發(fā)明的第六個創(chuàng)造(對應于權(quán)利要求6)是光學信息記錄媒質(zhì)，它包括記錄層和包括至少兩層的保護層，
其中，當保護層中的特定一層的厚度為d1(μm)；保護層中除了該特定層之外的其它層的厚度為d2(μm)；以及包括所述d1的方程式f(d1)被指定為f(d1)＝-0.986d1+98.6時，波長為405nm處的所述特定一層的折射率等于或大于1.61并且等于或小于1.63，波長為405nm處的保護層中除了該特定層之外的其它層的折射率等于或大于1.50并且等于或小于1.55，d2-f(n1)的值等于或大于-10μm并且等于或小于10μm。
本發(fā)明的第七個創(chuàng)造(對應于權(quán)利要求7)是根據(jù)第六個創(chuàng)造的光學記錄媒質(zhì)，其中d2-f(d1)的值等于或大于-3μm并且等于或小于3μm。
本發(fā)明的第八個創(chuàng)造(對應于權(quán)利要求8)是光學信息記錄媒質(zhì)，它包括記錄層和包括至少兩層的保護層，其中，當保護層中的特定一層的厚度為d1(μm)；保護層中除了該特定層之外的其它層的厚度為d2(μm)；以及包括所述d1的方程式f(d1)被指定為f(d1)＝-1.002d1+98.6時，波長為405nm處的所述特定一層的折射率等于或大于1.49并且等于或小于1.51，波長為405nm處的保護層中除了該特定層之外的其它層的折射率等于或大于1.50并且等于或小于1.55，d2-f(n1)的值等于或大于-10μm并且等于或小于10μm。
本發(fā)明的第九個創(chuàng)造(對應于權(quán)利要求9)是根據(jù)第八個創(chuàng)造的光學記錄媒質(zhì)，其中d2-f(d1)的值等于或大于-3μm并且等于或小于3μm。
本發(fā)明的第十個創(chuàng)造(對應于權(quán)利要求10)是光學信息記錄媒質(zhì)，它包括記錄層和包括至少兩層的保護層，其中，當保護層中的特定一層的厚度為d1(μm)；保護層中除了該特定層之外的其它層的厚度為d2(μm)；以及包括所述d1的方程式f(d1)被指定為f(d1)＝-d1+98.6時，波長為405nm處的所述特定一層的折射率等于或大于1.52并且等于或小于1.54，波長為405nm處的保護層中除了該特定層之外的其它層的折射率等于或大于1.50并且等于或小于1.55，d2-f(n1)的值等于或大于-10μm并且等于或小于10μm。
本發(fā)明的第十一個創(chuàng)造(對應于權(quán)利要求11)是根據(jù)第十個創(chuàng)造的光學記錄媒質(zhì)，其中d2-f(d1)的值等于或大于-3μm并且等于或小于3μm。
本發(fā)明的第十二個創(chuàng)造(對應于權(quán)利要求12)是一種光學信息記錄媒質(zhì)，它包括記錄層，以及包括至少第一到第m層(m≥2)的保護層，其中，當i是滿足1≤i≤m的整數(shù)；預定波長處的保護層中的第i層的折射率為ni；以及第i層的厚度為di時，并且當(a)大致等價于組成保護層的多層并能替代這多層的一層的組合折射率n被指定為n＝((n1d1+n2d2+…+nmdm)/(d1/n1+d2/n2+…+dm/nm))0.5；(b)所述這一層的組合厚度被指定為d＝((n1d1+n2d2+…nmdm)×(d1/n1+d2/n2+…dm/nm))0.5；以及(c)把組合折射率n作為變量、并且是下列表達式f(n)＝-109.8n3+577.2n2-985.5n+648.6，f(n)＝-105.8n3+551.5n2-936.9n+605.2，以及f(n)＝-138.7n3+723.7n2-1228.7n+796.0之一的表達式f(n)被指定為與光學信息記錄媒質(zhì)的組合厚度有關(guān)的一種設(shè)計準則時，組合厚度d和設(shè)計準則表達式f(n)之間的差異d-f(n)等于或大于-10μm并且等于或小于10μm。
本發(fā)明的第十三個創(chuàng)造(對應于權(quán)利要求13)是一種光學信息記錄/再現(xiàn)方法，包括通過使用帶有用來糾正由于光學信息記錄媒質(zhì)的保護層厚度而產(chǎn)生的象差的象差糾正裝置的光頭，在按照第一、第四、第六、第八、第十或第十二個創(chuàng)造的光學信息記錄媒質(zhì)上執(zhí)行信息的記錄和再現(xiàn)的至少其中之一。
本發(fā)明的第十四個創(chuàng)造(對應于權(quán)利要求14)是一種光學信息記錄/再現(xiàn)裝置，它包括根據(jù)第一到第十二個創(chuàng)造的任一的光學信息記錄媒質(zhì)；光頭；轉(zhuǎn)動單元，它引起所述光學信息記錄媒質(zhì)的轉(zhuǎn)動；控制單元，它控制所述的光頭；以及記錄/再現(xiàn)裝置，它執(zhí)行所述光學信息記錄媒質(zhì)上的信息記錄以及從所述光學信息記錄媒質(zhì)的信息再現(xiàn)的至少其中之一。
第十五個創(chuàng)造(對應于權(quán)利要求15)是根據(jù)第十四個創(chuàng)造的光學信息記錄/再現(xiàn)裝置，其中所述的光頭帶有象差糾正裝置，它能糾正由于所述光學信息記錄媒質(zhì)的保護層的厚度而產(chǎn)生的象差。
從而，球面象差的產(chǎn)生被限制以允許最佳的記錄和再現(xiàn)。
附圖的簡要描述圖1是示出本發(fā)明的實施例1中光盤的構(gòu)造的剖面圖；圖2是本發(fā)明的實施例1中組合折射率n和組合厚度d之間的關(guān)系圖；圖3是本發(fā)明的實施例1中組合折射率n和組合厚度d之間的關(guān)系圖；圖4是本發(fā)明的實施例3中組合折射率n1和厚度d1+d2之間的關(guān)系圖；圖5是本發(fā)明的實施例3中組合折射率n1和厚度d1+d2之間的關(guān)系圖；圖6是本發(fā)明的實施例4中厚度d1和厚度d2之間的關(guān)系圖；圖7是本發(fā)明的實施例5中厚度d1和厚度d2之間的關(guān)系圖；圖8是本發(fā)明的實施例6中厚度d1和厚度d2之間的關(guān)系圖；圖9是示出結(jié)合了球面象差糾正元件的光頭的例子的剖面圖；圖10示出用結(jié)合了球面象差糾正元件的光頭進行光盤上的記錄或者從光盤中的再現(xiàn)；圖11示出本發(fā)明的光學信息記錄/再現(xiàn)裝置；圖12是常規(guī)光盤的構(gòu)造的剖面圖；圖13是常規(guī)光盤的折射率和厚度之間的關(guān)系圖；圖14是常規(guī)光盤的構(gòu)造的剖面圖；圖15是高密度光盤的構(gòu)造的剖面圖；圖16是附著層厚度和球面象差之間的關(guān)系圖；圖17(a)和17(b)是說明本發(fā)明的實施例1中方程式1和2的推導的圖；以及圖18是本發(fā)明的實施例2中的光盤的構(gòu)造的剖面圖。
1，11，21 薄層
2 涂覆層3，13，23 附著層4，14，14 保護層5，15，25 記錄層6，16，26 加固襯底7，17，27 光盤8，18，28 表面9，19，29 物鏡10 球面象差糾正元件30 半導體激光器31 棱鏡32 聚光透鏡33 反射鏡34 球面象差糾正元件35 物鏡36 物鏡驅(qū)動器37 光盤38 圓柱形透鏡39 光電檢測器40 光頭41 物鏡42 電動機43 軸44 磁頭控制電路45 信號處理電路實現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式將參考附圖來描述本發(fā)明的實施例。
(實施例1)
圖1是光盤的剖面圖，它是本發(fā)明的光學信息記錄媒質(zhì)的實施例。
參考圖1，光盤7帶有保護層4、記錄層5和加固襯底6。波長為400到410nm的光通過物鏡9被會聚，并且用這束光在保護層4的一側(cè)照射記錄層5，從而執(zhí)行信息的記錄和/或再現(xiàn)。
物鏡9的數(shù)值孔徑很大，約為0.85。因此使用兩個透鏡作為物鏡9。物鏡9被設(shè)計以便當波長為405nm的光通過光傳輸平板時所產(chǎn)生的波陣面象差的三次球面象差成分大致為零，該光傳輸平板由聚碳酸脂或類似物制成并且其折射率為1.62、厚度為100μm。
包含電介質(zhì)的薄膜或反射薄膜被用作記錄層5。加固襯底6防止光盤7被彎曲或折斷。保護層4防止記錄層5接觸空氣。同樣，通過保護層4使光盤7的表面8與記錄層5分開以防止由于表面8上的灰塵或劃痕而導致的記錄或再現(xiàn)性能的降級。
在光盤7中，通過附著層3把薄層1和帶有記錄層5的加固襯底6粘結(jié)在一起，涂覆層2形成以作為用來防止劃痕的表面涂層。從而，保護層4由三層形成。
聚碳酸脂及類似物被用于薄層1，聚丙烯樹脂及類似物被用于涂層2，紫外線固化樹脂及類似物被用于附著層3。在波長為405nm處的薄層1的折射率為1.62，相同波長處的涂層2的折射率為1.50，相同波長處的附著層3的折射率為1.53。即使在保護層4的設(shè)計厚度100μm中不存在誤差，由于這些折射率之間的差異也會產(chǎn)生球面象差。因為大的數(shù)值孔徑和短的波長，該球面象差的數(shù)量很大并且不可忽略。
在本發(fā)明的光盤中，如果波長為405nm處的薄層1、涂層2和附著層3的折射率分別為n1、n2和n3；并且這些層的厚度為d1、d2和d3(μm)，則滿足1.45≤n1≤1.65，1.45≤n2≤1.65，1.45≤n3≤1.65，1.45≤n≤1.65以及-3μm≤d-f(n)≤3μm。
本發(fā)明的發(fā)明者最近介紹了組合折射率和組合厚度(即，等價于構(gòu)成保護層的多層并且可替代這些層的一層的折射率和厚度)的概念，并且從而允許其中減輕球面象差的光盤的制造。
在該實施例中，組合折射率n可以通過下列方程式1來示出。
(方程式1)
n＝((n1d1+n2d2+…+nmdm)/(d1/n1+d2/n2+…+dm/nm))0.5組合厚度d可以通過下列方程式2來表示。
(方程式2)d＝((n1d1+n2d2+…nmdm)×(d1/n1+d2/n2+…dm/nm))0.5如上所述，這些值n和d表示通過用等價于多層的一層來代替該多層而獲得的組合折射率和組合厚度。通過構(gòu)成保護層的多層的光的象差和通過如上推導的一個等價層的光的象差大致相等。
下面將給出這些方程式1和2的描述。
下面的方程式3中示出的表達式f(n)是經(jīng)過基于光線蹤跡的象差計算中球面象差大致為零的離散點的三次近似曲線。f(n)的值對應于組合厚度d。
(方程式3)f(n)＝-109.8n3+577.2n2-985.5n+648.6保護層的厚度被指定在從由該曲線f(n)表示的值開始的±3μm的范圍內(nèi)。
滿足該條件的組合折射率n和組合厚度d在由圖2中的曲線和直線圍繞的區(qū)域內(nèi)。虛線是曲線f(n)，其上的球面象差大致為零，即，保護層4的組合厚度的設(shè)計準則。
如果從構(gòu)成保護層的多層的厚度和折射率獲得的組合折射率n和組合厚度d由上述方程式1和2在該區(qū)域內(nèi)(圖2中實線包圍的區(qū)域)確定，則可以制造其中的球面象差大致在30mλrm內(nèi)的光盤。
例如，如果光盤設(shè)計為n1＝1.62，d1＝-50.0μm，n2＝1.50，d2＝5.0μm，n3＝1.53以及d3＝44.2μm，則可以通過方程式1和2獲得組合折射率n＝1.57和組合厚度d＝99.2μm。通過以此方式獲得的組合折射率和組合厚度而確定的點成為圖2所示的曲線f(n)上的點Z，因此初始殘留球面象差大致為零。在這種情況下，即使可以容忍厚度在±3μm內(nèi)的變化，也可以制造其中的球面象差被限制在30mλrm的光盤。
由此，根據(jù)本發(fā)明的該實施例的光盤可以通過考慮構(gòu)成保護層的多層的厚度和折射率而被設(shè)計，并因此可以被制造從而限制球面象差的產(chǎn)生。
現(xiàn)在將進一步描述考慮構(gòu)成保護層的多層的厚度和折射率的意義。
也就是說，如上所述，滿足方程式3的組合折射率n和組合厚度d分布在圖2所示的虛線上。因此在理論上，舉例來說，滿足方程式3的組合折射率和組合厚度有無窮多個組合。同樣，理論上來說，滿足方程式1和2之間關(guān)系的每層的折射率ni和厚度di(i＝1，2，3)也有無窮多個組合。
只要從滿足這些方程式的許多候選組合中選擇每層的折射率ni和厚度di的適合的可實現(xiàn)的組合，則初始殘留球面象差大致為零。從而，至于制造其總球面象差大致在30mλrm之內(nèi)的光盤，則可以容忍保護層的厚度有±3μm的變化。
由此，根據(jù)本發(fā)明，提供了與常規(guī)光盤不一樣的基于新穎的設(shè)計技術(shù)的光盤，常規(guī)光盤只從考慮保護層厚度的變化的觀點并使該變化最小以便減少球面象差而被制造。
也就是說，根據(jù)本發(fā)明，從滿足預定方程式(本實施例中的方程式1到方程式3)的許多候選組合中選擇每層的折射率ni和厚度di的組合以允許±3μm的偏差，該偏差是當前的制造技術(shù)中保護層的厚度變化的容限值。
同樣，包括每層的折射率ni和厚度di的各種參數(shù)的選擇范圍被擴展以提高設(shè)計自由度。
現(xiàn)在將參考圖17(a)和17(b)描述上述方程式的推導過程。
圖17(a)示出通過多層的光的折射條件，圖17(b)示出通過一層的光的折射狀態(tài)。為了使通過多層的象差和通過一層的象差相等，關(guān)于以角度φ入射的光線同時滿足表示光通道長度的等式的條件方程式a和表示出射光位置的等式的條件方程式b。
(條件方程式a)n1d1/cosθ1+n2d2/cosθ2+n3d3/cosθ3＝nd/cosθ(條件方程式b)d1tanθ1+d2tanθ2+d3tanθ3＝dtanθ通過根據(jù)斯涅耳定律用sinφ/sinφ1＝n1，sinφ/sinφ2＝n2，sinφ/sinφ3＝n3略微改變這兩個方程式a和b可以關(guān)于n和d同時建立和解出這兩個方程式，而下列條件方程式c旁軸地建立，從而獲得上述的組合折射率n和組合厚度d。
(條件方程式c)φ＝0雖然已根據(jù)薄層1是聚碳酸脂層的情況描述了本實施例，然而薄層1也可以是聚丙烯樹脂層、降冰片烯樹脂層、紫外線固化樹脂層等類似物。同樣，雖然已描述了保護層由三層構(gòu)成的情況，然而相同的描述也可以應用在保護層由兩層或四層構(gòu)成的情況下。
在本發(fā)明的這個實施例中，-3μm≤d-f(n)≤3μm。然而，在用結(jié)合了球面象差糾正元件的光頭執(zhí)行的記錄或再現(xiàn)的情況下，設(shè)置-10μm≤d-f(n)≤10μm是有效的。圖9示出球面象差糾正元件的使用的例子。諸如日本專利揭示號為2000-131603的專利中所揭示的球面象差糾正元件10被放置在光頭的光通道中。
如果光盤厚度的變化在10μm的范圍內(nèi)，可以提高光盤的設(shè)計容限、改進產(chǎn)量和生產(chǎn)率、并且有助于其中很難把厚度變化限制在很小的值的表面涂覆。如果厚度根據(jù)10μm變化，產(chǎn)生約為100mλrm的球面象差。然而，這樣的象差通過球面象差糾正元件10來糾正。例如，如果光盤上的一個光道中的厚度變化在3μm的范圍內(nèi)且如果表面中的厚度變化在10μm的范圍內(nèi)，則可以使用其中用球面象差糾正元件來進行徑向厚度誤差的DC糾正的方法。
(實施例2)現(xiàn)在將參考圖18描述本發(fā)明的實施例2。
光盤7帶有保護層4和4d、兩個記錄層5和5d以及加固襯底6。波長為400到410nm的光通過物鏡9會聚，記錄層5和5d在保護層4的一側(cè)被這束光照射，從而執(zhí)行信息的記錄和/或再現(xiàn)。帶有兩個記錄層的光盤被實現(xiàn)為DVD。從而信息量大致可以被翻倍。
物鏡9的數(shù)值孔徑很大，約為0.85。因此用兩個透鏡作為物鏡9。物鏡9被設(shè)計以使當波長為405nm的光通過由聚碳酸脂及類似物制成并且折射率為1.62、厚度為100μm的光傳輸平板時，產(chǎn)生波陣面象差的三次球面象差成分。諸如日本專利揭示號為2000-131603的專利中所揭示的球面象差糾正元件10被放置在光頭的光通道中，以糾正由于保護層4和4d的厚度中的誤差而產(chǎn)生的球面象差，它大約為100μm。
記錄層5和5d是包含電介質(zhì)或反射薄膜的薄膜。加固襯底6防止光盤7被彎曲或折斷。保護層4防止記錄層5接觸空氣。同樣，光盤7的表面8由保護層4與記錄層5分開以防止由于表面8上的灰塵或劃痕而產(chǎn)生的記錄或再現(xiàn)性能的降級。
與記錄層5相關(guān)的保護層4由薄層1和涂覆層2構(gòu)成。與記錄層5d相關(guān)的保護層4d由薄層1、涂覆層2和附著層3構(gòu)成。
聚碳酸脂及類似物被用于薄層1，聚丙烯樹脂及類似物被用于涂覆層2，紫外線固化樹脂及類似物被用于附著層3。波長為405nm處的薄層1的折射率為1.62，相同波長處的涂覆層2的折射率為1.50，相同波長處的附著層3的折射率為1.53。
在本發(fā)明的光盤中，如果波長為405nm處薄層1、涂覆層2和附著層3的折射率分別為n1、n2和n3；并且這些層的厚度分別為d1、d2和d3(μm)，則滿足1.45≤n1≤1.65，1.45≤n2≤1.65，1.45≤n3≤1.65，1.45≤n≤1.65，以及f(n)-10(μm)≤d≤g(n)+10(μm)。
關(guān)于保護層4，組合折射率n和組合厚度d可以由下列方程式4和5來表示。
(方程式4)n＝((n1d1+n2d2)/(d1/n1+d2/n2))0.5(方程式5)d＝((n1d1+n2d2)×(d1/n1+d2/n2))0.5關(guān)于保護層4d，組合折射率n和組合厚度d可以由下列方程式6和7來表示。
(方程式6)n＝((n1d1+n2d2+n3d3)/(d1/n1+d2/n2+d3/n3))0.5(方程式7)d＝((n1d1+n2d2+n3d3)×(d1/n1+d2/n2+d3/n3))0.5組合折射率n和組合厚度d是本發(fā)明特有的組合折射率和組合厚度，它們通過用等價于多層的一層來替代多層而獲得。通過多層的光的象差和通過等價于多層的一層的光的象差大致相等。
這些方程式4到7的推導可能與實施例1的說明中描述的推導方法相同。
下列方程式8和9所示的表達式f(n)和g(n)的每個都是經(jīng)過離散點的三次近似曲線，當基于光線蹤跡的象差計算中-15μm和15μm的組合厚度誤差被球面象差糾正元件糾正時，在這些離散點處所獲得的球面象差大致為零。方程式8和9是保護層4和4d的組合厚度的設(shè)計準則。
(方程式8)f(n)＝-105.8n3+551.5n2-936.9n+605.2(方程式9)
g(n)＝-138.7n3+723.7n2-1228.7n+796.0滿足這些條件中的每個的組合折射率n和組合厚度d處于由圖3中的曲線和直線所圍繞的區(qū)域中。每根虛線都是曲線f(n)或g(n)，通過球面象差糾正元件糾正了±15μm的厚度誤差而使這些曲線上的球面象差大致為零。
如果在該區(qū)域(由圖3中的實線圍繞的區(qū)域)內(nèi)確定了從構(gòu)成每個保護層的多層的厚度和折射率所獲得的折射率n和厚度d，則可以制造出結(jié)合了球面象差糾正元件的光盤，其球面象差大致被限制在30mλrm。
如果光盤上的一根光道中的厚度變化在3μm的限制范圍內(nèi)并且如果用球面象差糾正元件通過DC糾正來糾正徑向厚度誤差，則球面象差大致被限制在30mλrm。厚度中大約±20μm的糾錯能力可以容易地被實現(xiàn)為球面象差糾正元件的糾錯能力。
如果第一記錄層和第二記錄層之間的層的組合厚度被設(shè)置為20μm或更大，則該層起到用來分開兩個記錄層的焦距誤差信號的分離層的作用。同樣也能獲得減少由另一個記錄層的折射造成的漫射光的數(shù)量的作用。
由此，在本發(fā)明的實施例中，考慮構(gòu)成保護層的多層的每一層的厚度和折射率以允許其中限制了球面象差的產(chǎn)生的光盤的制造。
雖然本說明書的情況中薄層1是聚碳酸脂層，然而薄層1也可以是聚丙烯樹脂層、降冰片烯樹脂層、紫外線固化樹脂層等類似物。同樣，雖然本說明書中保護層由三層構(gòu)成，然而相同的描述也可以應用在保護層由兩層或四層構(gòu)成的其它情況中。
(實施例3)現(xiàn)在將參考圖9描述本發(fā)明的實施例3。該實施例中的光盤7與本發(fā)明的實施例1中的光盤具有相同的構(gòu)造。
在本發(fā)明的光盤7中，如果在波長為405nm處薄層1、涂覆層2和附著層3的折射率分別為n1、n2a和n2b；薄層1的厚度為d1(μm)；保護層4的厚度為d1+d2(μm)，則滿足1.45≤n1≤1.65，1.50≤n2a≤1.55，1.50≤n2b≤1.55，1.45≤n≤1.65，以及-3μm≤d1+d2-f(n1)≤3μm。
在該表達式中，f(n1)=A·n13+B·n12+C·n1+D,]]>A＝1.280d2-109.8，B＝-6.652d2+577.2，C＝11.27d2-985.5，D＝-6.257d2+648.6。
表達式f(n1)是用系數(shù)A、B、C和D表示的n1的三次表達式，系數(shù)A、B、C和D的每個都用d2作為參數(shù)來表示。表達式f(n1)表示了經(jīng)過離散點的三次近似曲線，在基于光線蹤跡的象差計算中，這些離散點處的球面象差大致為零。厚度被預先規(guī)定在離開這條曲線的3μm的范圍內(nèi)。
滿足該條件的折射率n1和厚度d1+d2處于由圖4中的曲線和直線所圍繞的區(qū)域中。虛線是沿著其上的球面象差大致為零的曲線f(n1)。本發(fā)明的這個實施例的特征在于，通過考慮附著層3和涂覆層2對球面象差的影響來改變用厚度d2作為參數(shù)的曲線f(n1)。如果在該區(qū)域內(nèi)確定了折射率n1和厚度d1+d2，則可以制造其中的球面象差被大致限制在30mλrm的光盤。
圖5示出當d2的值改變時的曲線d1+d2＝f(n1)。同樣，畫出了在基于光線蹤跡的象差計算中球面象差大致為零的點。其間的誤差為0.1μm或更小，并且可以認可其間的良好匹配。
因此，在本發(fā)明的實施例中，考慮構(gòu)成保護層的多層的每一層的厚度和折射率以允許其中限制了球面象差的產(chǎn)生的光盤的制造。
雖然本說明書的情況中薄層1是聚碳酸脂層，然而薄層1也可以是聚丙烯樹脂層、降冰片烯樹脂層、紫外線固化樹脂層等類似物。同樣，雖然本說明書中保護層由三層構(gòu)成，然而相同的描述也可以應用在保護層由兩層或四層或更多層構(gòu)成的其它情況中。
在本發(fā)明的這個實施例中，-3μm≤d1+d2-f(n1)≤3μm。然而，記錄或再現(xiàn)是用結(jié)合了球面象差糾正元件的光頭所執(zhí)行時，設(shè)置-10μm≤d1+d2-f(n1)≤10μm是有效的。圖9示出了使用球面象差糾正元件的一個例子。諸如日本專利揭示號為2000-131603的專利中所揭示的球面象差糾正元件10被放置在光頭的光通道中。
如果光盤厚度的變化在10μm的限制范圍內(nèi)，則提高了光盤設(shè)計容限、改進了產(chǎn)量和生產(chǎn)率、并且有助于其中很難把厚度變化范圍限制在很小的值的表面涂覆。如果厚度變化為10μm，則產(chǎn)生大約100mλrm的球面象差。然而，這樣的象差被球面象差糾正元件10所糾正。例如，如果光盤上的一個光道中的厚度變化在3μm的范圍內(nèi)且如果表面中的厚度變化在10μm的范圍內(nèi)，則可以使用其中用球面象差糾正元件來進行徑向厚度誤差的DC糾正的方法。
(實施例4)
現(xiàn)在將參考圖9描述本發(fā)明的實施例4。本實施例的光盤7具有與本發(fā)明的實施例1中的光盤相同的構(gòu)造。
在本發(fā)明的光盤7中，如果在波長為405nm處薄層1、涂覆層2和附著層3的折射率分別為n1、n2a和n2b；薄層1的厚度為d1(μm)；保護層4的厚度為d1+d2(μm)，則滿足1.61≤n1≤1.63，1.50 ≤n2a≤1.55，1.50≤n2b≤1.55，以及-3μm≤d2-f(d1)≤3μm。表達式f(d1)是f(d1)＝-0.986d1+98.6，它是經(jīng)過離散點的近似直線，在基于光線蹤跡的象差計算中這些點處的球面象差大致為零。
滿足該條件的厚度d1和d2處于圖6中的陰影區(qū)域中。如果厚度d1和d2被確定在該區(qū)域內(nèi)，則可以制造其中球面象差大致被限制在30mλrm的光盤。
在聚碳酸脂及類似物被用于薄層1的情況下，本發(fā)明的這個實施例是有效的。雖然本說明書中保護層由三層構(gòu)成，然而相同的描述也可以應用在保護層由兩層或四層或更多層構(gòu)成的其它情況中。
在本發(fā)明的這個實施例中，-3μm≤d2-f(d1)≤3μm。然而，記錄或再現(xiàn)是用結(jié)合了球面象差糾正元件的光頭所執(zhí)行時，設(shè)置-10μm≤d2-f(d1)≤10μm是有效的。
(實施例5)現(xiàn)在將參考圖9描述本發(fā)明的實施例5。本實施例的光盤7具有與本發(fā)明的實施例1中的光盤相同的構(gòu)造。
在本發(fā)明的光盤7中，如果在波長為405nm處薄層1、涂覆層2和附著層3的折射率分別為n1、n2a和n2b；薄層1的厚度為d1(μm)；保護層4的厚度為d1+d2(μm)，則滿足1.49≤n1≤1.51，1.50≤n2a≤1.55，1.50≤n2b≤1.55，以及-3μm≤d2-f(d1)≤3μm。表達式f(d1)是f(d1)＝-1.002d1+98.6，它是經(jīng)過離散點的近似直線，在基于光線蹤跡的象差計算中這些點處的球面象差大致為零。
滿足該條件的厚度d1和d2處于圖7中的陰影區(qū)域中。如果在該區(qū)域內(nèi)確定厚度d1和d2，則可以制造其中球面象差大致被限制在30mλrm的光盤。
在聚炳烯樹脂及類似物被用于薄層1的情況下，本發(fā)明的這個實施例是有效的。雖然本說明書中保護層由三層構(gòu)成，然而相同的描述也可以應用在保護層由兩層或四層或更多層構(gòu)成的其它情況中。
在本發(fā)明的這個實施例中，-3μm≤d2-f(d1)≤3μm。然而，記錄或再現(xiàn)是用結(jié)合了球面象差糾正元件的光頭所執(zhí)行時，設(shè)置-10μm≤d2-f(d1)≤10μm是有效的。
(實施例6)現(xiàn)在將參考圖9描述本發(fā)明的實施例5。本實施例的光盤7具有與本發(fā)明的實施例1中的光盤相同的構(gòu)造。
在本發(fā)明的光盤7中，如果在波長為405nm處薄層1、涂覆層2和附著層3的折射率分別為n1、n2a和n2b；薄層1的厚度為d1(μm)；保護層4的厚度為d1+d2(μm)，則滿足1.51≤n1≤1.54，1.50≤n2a≤1.55，1.50≤n2b≤1.55，以及-3μm≤d2-f(d1)≤3μm。
表達式f(d1)是f(d1)＝-d1+98.6，它是經(jīng)過離散點的近似直線，在基于光線蹤跡的象差計算中這些點處的球面象差大致為零。
滿足該條件的厚度d1和d2處于圖8中的陰影區(qū)域中。如果厚度d1和d2被確定在該區(qū)域內(nèi)，則可以制造其中球面象差大致被限制在30mλrm的光盤。
在降冰片烯樹脂及類似物被用于薄層1的情況下，本發(fā)明的這個實施例是有效的。雖然本說明書中保護層由三層構(gòu)成，然而相同的描述也可以應用在保護層由兩層或四層或更多層構(gòu)成的其它情況中。
在本發(fā)明的這個實施例中，-3μm≤d2-f(d1)≤3μm。然而，記錄或再現(xiàn)是用結(jié)合了球面象差糾正元件的光頭所執(zhí)行時，設(shè)置-10μm≤d2-f(d1)≤10μm是有效的。
毋庸置疑，本發(fā)明的實施例1到6中的薄層1可以是紫外線固化層。
(實施例7)圖10示出通過使用結(jié)合了球面象差糾正元件的光頭根據(jù)實施例1到6之一從光盤進行記錄或再現(xiàn)方法的例子。
從半導體激光器30發(fā)射的并且波長為405nm的光的大約一半通過棱鏡31并且被聚光透鏡32照準以成為大約平行的光束。該平行光束由反射鏡33進行反射，通過球面象差糾正元件34，被數(shù)值孔徑為0.85的物鏡35會聚，并且在本發(fā)明的光盤37的記錄層上形成光點。
由記錄層反射的光再次通過物鏡35和球面象差糾正元件34，被反射鏡33反射，并且由聚光透鏡32聚焦。大約一半的聚焦光被棱鏡31反射，通過圓柱形棱鏡38并且被光電檢測器39檢測到。
光電檢測器39被安排以檢測再現(xiàn)信號、允許物鏡35通過象散的方法跟隨光盤37的記錄層的聚焦控制信號、以及允許物鏡35通過相位差方法或推挽方法跟隨光盤37上的光道的跟蹤控制信號。物鏡35基于這些控制信號以聚焦方向和跟蹤方向被物鏡驅(qū)動器36驅(qū)動。
舉例來說，球面象差糾正元件34是諸如日本專利揭示號為2000-131603的專利中所揭示的元件。球面象差糾正元件34通過糾正由于光盤37的保護層中的厚度誤差和折射率誤差產(chǎn)生的球面象差而使形成在光盤37的記錄層上的光點最佳。通過球面象差糾正元件34可以容易地實現(xiàn)±20μm的厚度誤差的糾正。如果光盤上一條光道中的厚度變化在3μm的范圍內(nèi)，則球面象差糾正元件34可以通過執(zhí)行徑向厚度誤差的DC糾正把產(chǎn)生的球面象差限制在30mλrm。
球面象差糾正元件34由兩個透鏡構(gòu)成。以光軸的方向改變這兩個透鏡間的距離以減少物鏡35上的入射光的發(fā)散和會聚的程度，從而糾正球面象差。
通過引用日本專利揭示號為2000-131603的專利的整體揭示使其結(jié)合于此。
因此，當用結(jié)合了球面象差糾正元件的光頭執(zhí)行在本發(fā)明的光盤上的記錄或再現(xiàn)時，球面象差可大致被限制在30mλrm，從而實現(xiàn)了以前從不可能實現(xiàn)的信息密度的改進。
根據(jù)本發(fā)明，提高了關(guān)于光盤的厚度和折射率的設(shè)計容限并且改進了產(chǎn)量和生產(chǎn)率。
同樣，也有助于其中很難把厚度變化限制在很小的值的表面涂覆。
此外，可以通過提供兩個記錄層來達到進一步提高密度的作用。
(實施例8)圖11是示出本發(fā)明的光學信息記錄/再現(xiàn)裝置的實施例的示意圖。
光盤37是根據(jù)實施例1到6之一的光盤。光盤37由電動機42轉(zhuǎn)動。光頭40沿著軸43在光盤37的徑向移動。
為了信息的記錄或再現(xiàn)，從光頭的半導體激光器出射的光通過物鏡41被會聚到光盤37的記錄層。光頭40的光電檢測器檢測允許物鏡41跟隨光盤37的表面的聚焦控制信號、以及允許物鏡41跟隨光盤37上的信息光道的跟蹤控制信號。
光頭控制電路44根據(jù)這些控制信號對光頭40執(zhí)行聚焦控制和跟蹤控制。
信號處理電路45在記錄的時候通過光頭40在光盤37上記錄信息，并且在再現(xiàn)的時候從來自光頭40的光電檢測器的信號中再現(xiàn)記錄在光盤37的信息光道上的光學信息。
本發(fā)明的記錄/再現(xiàn)裝置充分地減少了形成在光盤37的記錄層上的點中的球面象差來達到信息密度的增加。
即使光盤的保護層厚度方面有大的變化或者具有兩個記錄層，諸如日本專利揭示號為2000-131603的專利中揭示的球面象差糾正元件仍被結(jié)合在光頭40中以有效地減少球面象差，從而允許正常的信息記錄和再現(xiàn)。
本發(fā)明的光學信息記錄媒質(zhì)可以相同的方式被應用在任一能進行光學信息的記錄和再現(xiàn)的類型以及僅僅再現(xiàn)的類型中。
雖然本發(fā)明的實施例的描述所涉及的情況中預定波長為405nm，然而也可以使用除此之外的波長，例如，在400到410nm的范圍內(nèi)的波長，或者任何其它的波長。
同樣，雖然本發(fā)明的實施例的描述所涉及的情況中配備了兩個記錄層，然而，通過根據(jù)記錄層的數(shù)量修改配備了兩個記錄層的情況，也可以使上述發(fā)明被應用在以類似方法配備的兩個或多個記錄層的情況下。
同樣，雖然在已描述的實施例的情況中關(guān)于表示經(jīng)過球面象差大致為零處的點的近似曲線的表達式f(n)、表達式g(n)等被用作與保護層的組合厚度相關(guān)的設(shè)計準則，然而代表近似曲線的表達式的系數(shù)、次數(shù)等等不應被限于上面所描述的情況。簡而言之，經(jīng)過基于光線蹤跡的象差計算中球面象差大致為零的點的近似曲線或直線可以足夠作為被用作設(shè)計準則的相關(guān)表達式。可以根據(jù)目的來自由地選擇近似程度等等。
如上所述，提供了一種設(shè)計帶有記錄層和保護層的光學信息記錄媒質(zhì)的方法，所述保護層包括至少第一到第m層(m≥2)，其中如果i是滿足1≤i≤m的整數(shù)；預定波長處的保護層中的第i層的折射率為ni；并且第i層的厚度為di，則(a)大致等價于構(gòu)成保護層的多層并且替代這多層的一層的組合折射率n被指定為n＝((n1d1+n2d2+…+nmdm)/(d1/n1+d2/n2+…+dm/nm))0.5，(b)這一層的組合厚度d被指定為d＝((n1d1+n2d2+…nmdm)×(d1/n1+d2/n2+…dm/nm))0.5，以及(c)使球面象差大致為零的表示組合折射率n和組合厚度d之間的關(guān)系的相關(guān)表達式f(n)被指定為與光學信息記錄媒質(zhì)的組合厚度相關(guān)的設(shè)計準則，其中根據(jù)該相關(guān)表達式f(n)來確定每一層的折射率ni和厚度di。該光學信息記錄媒質(zhì)設(shè)計方法具有下列的作用。
也就是說，根據(jù)上述的設(shè)計方法，可以容易地從滿足如上所述被規(guī)定為設(shè)計準則的預定關(guān)系表達式的許多ni和di的候選組合中選擇每層的折射率ni和厚度di的組合，從而把初始殘留球面象差大致減少為零。因此，即使可以容忍保護層厚度有±3μm的變化，也可以把光盤中的球面象差大致限制在30mλrm。
還有，包括每層的折射率ni和厚度di的各種參數(shù)的選擇范圍從而被擴展以提高設(shè)計自由度。
工業(yè)應用如上所述，本發(fā)明的優(yōu)點在于進一步減少了帶有由與常規(guī)技術(shù)相比的多層構(gòu)成的保護層的光學信息記錄媒質(zhì)中的球面象差，并且從而允許正常的記錄和/或再現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種光學信息記錄媒質(zhì)，它包括至少第一和第二記錄層、以及一個包括多層的保護層，該光學信息記錄媒質(zhì)的特征在于當光學信息記錄媒質(zhì)的表面和第一記錄層之間的保護層中的多層中的第一到第k層(k≥2)被指定為第一保護層、并且光學信息記錄媒質(zhì)的表面和第二記錄層之間的保護層中的多層中的第一到第m層(m＞k)被指定為第二保護層時，當i是滿足1≤i≤m的整數(shù)；波長為405nm處的保護層中的第i層的折射率為ni；以及第i層的厚度為di時，當(a-1)大致等價于第一保護層并能替代第一保護層的一層的組合折射率n被指定為n＝((n1d1+n2d2+...+nkdk)/(d1/n1+d2/n2+...+dk/nk))0.5；(b-1)所述這一層的組合厚度被指定為d＝((n1d1+n2d2+...nkdk)×(d1/n1+d2/n2+...dk/nk))0.5；以及(c-1)表達式f(n)f(n)＝-105.8n3+551.5n2-936.9n+605.2被指定為與第一保護層的厚度有關(guān)的一種設(shè)計準則時；以及當(a-2)大致等價于第二保護層并能替代第二保護層的一層的組合折射率n被指定為n＝((n1d1+n2d2+...+nmdm)/(d1/n1+d2/n2+...+dm/nm))0.5；(b-2)所述這一層的組合厚度被指定為d＝((n1d1+n2d2+...nmdm)×(d1/n1+d2/n2+...dm/nm))0.5；以及(c-2)表達式g(n)g(n)＝-138.7n3+723.7n2-1228.7n+796.0被指定為與第二保護層的厚度有關(guān)的一種設(shè)計準則時，第i層的折射率ni以及第一和第二保護層的組合折射率n等于或大于1.45并且等于或小于1.65，第一保護層的組合厚度d和設(shè)計準則表達式f(n)之間的差異d-f(n)等于或大于-10μm，第二保護層的組合厚度d和設(shè)計準則表達式g(n)之間的差異d-g(n)等于或小于10μm。
2.一種光學信息記錄媒質(zhì)，它包括記錄層和包括至少兩層的保護層，其特征在于，當波長為405nm處的保護層中的特定一層的折射率為n1；這些層中的特定一層的厚度為d1(μm)；以及保護層中除了該特定層之外的其它層的厚度為d2(μm)時，當(a)包括所述d2的方程式A、B、C和D被指定為A＝1.280d2-109.8，B＝-6.652d2+577.2，C＝11.27d2-985.5，以及D＝-6.257d2+648.6；以及(b)表達式f(n1)f(n1)=A·13+B·n12+C·n1+D]]>被指定為與保護層的厚度有關(guān)的一種設(shè)計準則時，折射率ni等于或大于1.45并且等于或小于1.65，波長為405nm處的保護層中除了所述特定一層之外的其它層的折射率等于或大于1.50并且等于或小于1.55，d1+d2-f(n1)的值等于或大于-10μm并且等于或小于10μm。
3.如權(quán)利要求2所述的光學信息記錄媒質(zhì)，其特征在于d1+d2-f(n1)的值等于或大于-3μm并且等于或小于3μm。
4.一種光學信息記錄媒質(zhì)，它包括記錄層和包括至少兩層的保護層，其特征在于，當保護層中的特定一層的厚度為d1(μm)；保護層中除了該特定層之外的其它層的厚度為d2(μm)；以及包括所述d1的方程式f(d1)被指定為f(d1)＝-0.986d1+98.6時，波長為405nm處的所述特定一層的折射率等于或大于1.61并且等于或小于1.63，波長為405nm處的保護層中除了該特定層之外的其它層的折射率等于或大于1.50并且等于或小于1.55，d2-f(d1)的值等于或大于-10μm并且等于或小于10μm。
5.如權(quán)利要求4所述的光學信息記錄媒質(zhì)，其中d2-f(d1)的值等于或大于-3μm并且等于或小于3μm。
6.一種光學信息記錄媒質(zhì)，它包括記錄層和包括至少兩層的保護層，其特征在于，當保護層中的特定一層的厚度為d1(μm)；保護層中除了該特定層之外的其它層的厚度為d2(μm)；以及包括所述d1的方程式f(d1)被指定為f(d1)＝-1.002d1+98.6時，波長為405nm處的所述特定一層的折射率等于或大于1.49并且等于或小于1.51，波長為405nm處的保護層中除了該特定層之外的其它層的折射率等于或大于1.50并且等于或小于1.55，d2-f(d1)的值等于或大于-10μm并且等于或小于10μm。
7.如權(quán)利要求6所述的光學信息記錄媒質(zhì)，其特征在于d2-f(d1)的值等于或大于-3μm并且等于或小于3μm。
8.一種光學信息記錄媒質(zhì)，它包括記錄層和包括至少兩層的保護層，其特征在于，當保護層中的特定一層的厚度為d1(μm)；保護層中除了該特定層之外的其它層的厚度為d2(μm)；以及包括所述d1的方程式f(d1)被指定為f(d1)＝-d1+98.6時，波長為405nm處的所述特定一層的折射率等于或大于1.52并且等于或小于1.54，波長為405nm處的保護層中除了該特定層之外的其它層的折射率等于或大于1.50并且等于或小于1.55，d2-f(d1)的值等于或大于-10μm并且等于或小于10μm。
9.如權(quán)利要求8所述的光學信息記錄媒質(zhì)，其特征在于d2-f(d1)的值等于或大于-3μm并且等于或小于3μm。
10.一種光學信息記錄媒質(zhì)，它包括記錄層和包括至少第1到第m層(m≥2)的保護層，其特征在于，當i是滿足1≤i≤m的整數(shù)；預定波長處的保護層中的第i層的折射率為ni；并且第i層的厚度為di時，并且當(a)大致等價于組成保護層的多層并能替代這多層的一層的組合折射率n被指定為n＝((n1d1+n2d2+...+nmdm)/(d1/n1+d2/n2+...+dm/nm))0.5；(b)所述這一層的組合厚度被指定為d＝((n1d1+n2d2+... nmdm)×(d1/n1+d2/n2+...dm/nm))0.5；以及(c)把組合折射率n作為變量、并且是下列表達式f(n)＝-109.8n3+577.2n2-985.5n+648.6，f(n)＝-105.8n3+551.5n2-936.9n+605.2，以及f(n)＝-138.7n3+723.7n2-1228.7n+796.0之一的表達式f(n)被指定為與光學信息記錄媒質(zhì)的組合厚度有關(guān)的一種設(shè)計準則時，組合厚度d和設(shè)計準則表達式f(n)之間的差異等于或大于-10μm并且等于或小于10μm。
11.一種光學信息記錄/再現(xiàn)方法，其特征在于包括，通過使用帶有糾正由于光學信息記錄媒質(zhì)的保護層厚度而產(chǎn)生的象差的象差糾正裝置的光頭，在根據(jù)權(quán)利要求2、4、6、8或10的光學信息記錄媒質(zhì)上執(zhí)行信息的記錄和再現(xiàn)的至少一種。
12.一種光學信息記錄/再現(xiàn)裝置，其特征在于包括如權(quán)利要求1到10任一所述的光學信息記錄媒質(zhì)；光頭；轉(zhuǎn)動單元，它引起所述光學信息記錄媒質(zhì)的轉(zhuǎn)動；控制單元，它控制所述的光頭；以及記錄/再現(xiàn)裝置，它執(zhí)行所述光學信息記錄媒質(zhì)上的信息記錄以及從所述光學信息記錄媒質(zhì)的信息再現(xiàn)的至少一個。
13.如權(quán)利要求12所述的光學信息記錄/再現(xiàn)裝置，其特征在于，所述的光頭帶有象差糾正裝置，它能糾正由于所述光學信息記錄媒質(zhì)的保護層的厚度而產(chǎn)生的象差。
全文摘要
一種光學信息記錄媒質(zhì)，其中最新指定了在保護層被多個層替代的情況下的折射率和厚度的范圍，并且在這些范圍內(nèi)確定該保護層的折射率和厚度，從而確保即使保護層的厚度在±3μm內(nèi)變化，光學信息記錄媒質(zhì)內(nèi)的球面象差也大致在30mλrm內(nèi)。
文檔編號G11B3/70GK1540648SQ20041004562
公開日2004年10月27日 申請日期2001年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月3日
發(fā)明者安田昭博, 林一英, 緒方大輔 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社