專利名稱：光學(xué)信息記錄介質(zhì)及其制造方法和制造裝置，以及光學(xué)信息記錄和重現(xiàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用光束重現(xiàn)信息信號或是記錄和重現(xiàn)信息信號的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，這種介質(zhì)的制造方法及制造裝置，以及使用這種介質(zhì)的光學(xué)信息記錄和重現(xiàn)裝置，特別是涉及一種具有包括多個信息層的多層結(jié)構(gòu)的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，這種介質(zhì)的制造方法及制造裝置，以及使用這種介質(zhì)的光學(xué)信息記錄和重現(xiàn)裝置。
背景技術(shù)：
迄今為止，已經(jīng)出現(xiàn)了制成光盤、光卡等形式的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，它可以實現(xiàn)信息信號的光學(xué)記錄或是重現(xiàn)記錄的信息信號。上述的記錄介質(zhì)通常采用半導(dǎo)體激光器作為光源。用通過透鏡精密聚焦的光束照射記錄介質(zhì)，就能在記錄介質(zhì)上記錄大量信息信號，并且可以重現(xiàn)記錄在記錄介質(zhì)上的信息信號。
目前已有人在研究如何進一步增加這類記錄介質(zhì)的記錄容量。為提高密度，有效的措施是精密地限制光束來改善重現(xiàn)的分辨率。為此所做的研究是縮短光束的波長或擴大數(shù)值孔徑(NA)。另外還對重現(xiàn)方式作出了改進，提高聚焦或跟蹤精度并且防止信號之間的交擾，從而提高記錄的表面密度。
盡管采用上述方法可以使單位面積上的記錄容量有所增加，但在繼續(xù)增加記錄密度時，就會受到僅用一個信號信息層記錄信息的結(jié)構(gòu)帶來的限制。
如果用多個信息層來記錄信息，預(yù)期的記錄容量就可以加倍。以美國專利US 5,126,996號為例，已經(jīng)出現(xiàn)了制造多層結(jié)構(gòu)光盤的方法。
以下說明制造上述光盤的過程。如圖21(a)所示，在用注塑成型或類似方法制成的帶有信息槽的基片211表面上設(shè)置第一信息層212。然后，如圖21(b)所示，在具有信息槽的母盤213上表面上提供光固化樹脂214。然后，如圖21(c)所示，使具有信息槽的基片211上的第一信息層212的表面與具有信息槽的母盤213的表面彼此面對。然后在基片211受壓的狀態(tài)下用光從母盤213外側(cè)的位置照射光固化樹脂214。這樣來固定光固化樹脂214，使其粘接在第一信息層212上。然后，如圖21(d)所示，從光固化樹脂214上除下母盤213。結(jié)果就可以形成表面上具有信息槽并由光固化樹脂214構(gòu)成樹脂層。然后，如圖21(e)所示，在(由光固化樹脂214制成的)樹脂層上形成第二信息層215。最后，如圖21(f)所示，在第二信息層215上形成一個保護涂層206。通過上述的工序就可以獲得具有雙層結(jié)構(gòu)的光盤。
然而，當(dāng)母盤213與光固化樹脂214分離時(見圖21(d))，上述慣用的制造方法可能造成第一信息層212與基片211或是(由光固化樹脂214制成的)樹脂層之間容易分離。這樣就會出現(xiàn)加工成品率不夠理想的問題。造成這一問題的原因可以被認(rèn)為是母盤213與(由光固化樹脂214制成的)樹脂層之間的粘合力大于第一信息層212與基片211之間或是第一信息層212與(由光固化樹脂214制成的)樹脂層之間的粘合力。
如果基片211是用樹脂制成的，環(huán)境溫度或濕度的變化有時會帶來一個問題，使制成的光盤出現(xiàn)變形，或是在重現(xiàn)信號時出現(xiàn)誤差。
另外，由于從目標(biāo)信息層以外的一個信息層反射的光的影響，會使從多個信息層上重現(xiàn)信息信號的裝置在伺服操作中產(chǎn)生不穩(wěn)定的問題。
發(fā)明綜述本發(fā)明的出發(fā)點是克服慣用結(jié)構(gòu)中存在的上述問題，因此本發(fā)明的目的是提供一種不容易隨環(huán)境變化而變形的具有多層結(jié)構(gòu)的光學(xué)信息記錄介質(zhì)、這種記錄介質(zhì)的制造方法、制造裝置，以及用光學(xué)記錄和重現(xiàn)信息的裝置。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個方面是提供一種具有兩個不同信息層的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，并且能夠從信息層上重現(xiàn)信息信號，在信息層上記錄信息信號，在用光束照射時能重現(xiàn)記錄的信息信號，這種光學(xué)信息記錄介質(zhì)包括第一基片，在其一側(cè)上設(shè)有從與信息信號相應(yīng)的信息槽構(gòu)成的組中選擇的一個或多個用于跟蹤的導(dǎo)槽和采樣槽；設(shè)在第一基片的任一表面上并且對光束具有預(yù)定透射率和預(yù)定反射率的第一信息層；第二基片，在其一側(cè)上設(shè)有從與信息信號相應(yīng)的信息槽構(gòu)成的組中選擇的一個或多個用于跟蹤的導(dǎo)槽和采樣槽；設(shè)在第二基片的任一表面上并且具有預(yù)定反射率的第二信息層；以及設(shè)在第一信息層和第二信息層之間的相對于光束透明的分隔層。光學(xué)信息記錄介質(zhì)的這種結(jié)構(gòu)提供了一種雙層記錄介質(zhì)，可以從第一和第二信息層上重現(xiàn)信息信號，在第一和第二信息層上記錄信息信號，并且重現(xiàn)記錄的信息信號。
按照本發(fā)明的光學(xué)信息記錄介質(zhì)最好具有這樣的結(jié)構(gòu)，即第一基片的厚度與第二基片的厚度基本相同。這種結(jié)構(gòu)的結(jié)果是可以形成相對于分隔層垂直對稱的結(jié)構(gòu)。因此，即使在制造光學(xué)信息記錄介質(zhì)時由于溫度之類的變化在基片中產(chǎn)生應(yīng)力等作用，變形也可以得到補償。即使有由于環(huán)境溫度或濕度變化的異常變形因素作用在兩個基片上，也能防止變形和卷曲。這樣就能獲得能持久耐受環(huán)境變化的結(jié)構(gòu)。因此，即使用樹脂制作第一和第二基片，仍可以防止制成的記錄介質(zhì)的變形在重現(xiàn)信號時產(chǎn)生誤差。
按照本發(fā)明的光學(xué)信息記錄介質(zhì)最好能滿足下述的公式R1≈1-A1+(2×R2)-1-{[1-A1+(2×R2)-1]2-(1-A1)2}0.5其中的R1是第一信息層的反射率，A1是第一信息層的吸收率，并且R2是第二信息層相對于用來重現(xiàn)信息的光束波長的反射率。
光學(xué)信息記錄介質(zhì)最好具有這樣的結(jié)構(gòu)，即第一信息層的反射率為25％到40％。利用上述這種結(jié)構(gòu)可以獲得具有第一和第二信息層的記錄介質(zhì)，第一和第二信息層是只讀信息層，其中來自第一信息層的信號幅值和來自第二信息層的信號幅值彼此相同，并且重現(xiàn)的幅值足夠大。
本發(fā)明的光學(xué)信息記錄介質(zhì)最好具有這樣的結(jié)構(gòu)，即第二信息層包括按順序?qū)盈B在第二基片上的反射層、第一介電材料層、記錄層，以及第二介電材料層。按照這種結(jié)構(gòu)獲得的第二信息層上的信息可以被重寫。
本發(fā)明的光學(xué)信息記錄介質(zhì)最好具有這樣的結(jié)構(gòu)，即第一信息層相對于光束具有基本為零的吸收系數(shù)。按照這種結(jié)構(gòu)，可以增加到達第二信息層的光通量。
本發(fā)明的光學(xué)信息記錄介質(zhì)最好具有這樣的結(jié)構(gòu)，即第一信息層包括至少兩層薄膜。按照這種結(jié)構(gòu)，可以增大第一信息層的反射率，并且可以增加到達第二信息層的光通量。在上述情況下，最好使第一信息層包括按順序?qū)盈B在第一基片上的第一介電材料層、記錄層、以及第二介電材料層。按照這種結(jié)構(gòu)可以獲得這樣的第一信息層，在其上可以記錄信息或是重寫信息。
本發(fā)明的光學(xué)信息記錄介質(zhì)最好具有這樣的結(jié)構(gòu)，即在第一和第二基片的一個表面上都具有與信息信號相應(yīng)的信息槽。按照這種結(jié)構(gòu)，可以獲得大容量的記錄介質(zhì)。
本發(fā)明的光學(xué)信息記錄介質(zhì)最好具有這樣的結(jié)構(gòu)，即第一信息層是只讀信息層，而第二信息層是記錄和重現(xiàn)信息層。按照這種結(jié)構(gòu)，可以把第一只讀信息層的光吸收率設(shè)定為一個低值。另外，由于防止了信息槽造成的繞射，可以用低功率記錄或重現(xiàn)信息。
本發(fā)明的光學(xué)信息記錄介質(zhì)最好具有這樣的結(jié)構(gòu)，即分隔層的厚度大于會聚光束的光學(xué)系統(tǒng)的焦深，并且小于光學(xué)系統(tǒng)所允許的基座公差。按照這種結(jié)構(gòu)，只要能提供小誤差的光束，就能從另一個信息層上重現(xiàn)完全沒有交擾的信息。
本發(fā)明的光學(xué)信息記錄介質(zhì)最好具有這樣的結(jié)構(gòu)，即信息槽或采樣槽被設(shè)在第一和第二基片上，并且設(shè)在第一基片上的槽的形狀與設(shè)在第二基片上的槽的形狀不同。在上述情況下，最好使設(shè)在第二基片上的槽的寬度大于設(shè)在第一基片上的槽的寬度。按照這種結(jié)構(gòu)，可以使來自第一信息層的繞射光與來自第二信息層的繞射光對應(yīng)。從而能穩(wěn)定地重現(xiàn)信號。
本發(fā)明的光學(xué)信息記錄介質(zhì)最好具有這樣的結(jié)構(gòu)，即在第一和第二基片的表面中形成導(dǎo)槽，并且設(shè)在第二基片中的導(dǎo)槽的寬度大于設(shè)在第一基片中的導(dǎo)槽的寬度。按照這種結(jié)構(gòu)，可以使設(shè)在第一基片中的導(dǎo)槽的效果與設(shè)在第二基片中的導(dǎo)槽的效果相同。
本發(fā)明的光學(xué)信息記錄介質(zhì)最好具有這樣的結(jié)構(gòu)，即在第一和第二基片的表面上形成信息槽，并且在第二基片的每單位面積上形成的信息槽的密度低于在第一基片的單位面積上形成的信息槽密度。按照這種結(jié)構(gòu)，可以從會聚光束的光學(xué)系統(tǒng)的焦深之外的信息層重現(xiàn)出滿意的信息。
本發(fā)明的光學(xué)信息記錄介質(zhì)最好具有這樣的結(jié)構(gòu)，即在第一和第二基片的表面中形成采樣槽或?qū)Р?，并且設(shè)在第二基片中的采樣槽或?qū)Р鄣拈g距比設(shè)在第一基片中的采樣槽或?qū)Р鄣拈g距大。按照這種結(jié)構(gòu)可獲得這樣的記錄介質(zhì)，可以從會聚光束的光學(xué)系統(tǒng)的焦深之外的信息層重現(xiàn)出滿意的信號，并能在其上記錄信號。
本發(fā)明的光學(xué)信息記錄介質(zhì)最好具有這樣的結(jié)構(gòu)，即在第一和第二基片的表面上形成信息槽或采樣槽，并且，如果從光束的入射位置上看，第一基片和第二基片之間的信息槽的方向是彼此相反的。按照這種結(jié)構(gòu)，基片的材料和模制工序可以與母盤的制作工序相同。這樣就僅需要制備兩種具有相同功能的制作裝置，或是在制作基片時共用一個制作裝置。從而就能降低基片制作過程的成本。
本發(fā)明的光學(xué)信息記錄介質(zhì)最好具有這樣的結(jié)構(gòu)，即把設(shè)在第一和第二基片表面上的信息槽、導(dǎo)槽，或是采樣槽相對于第一和第二基片的中心部分制成螺旋形，并且，如果從光束的入射位置上看，第一基片上的螺旋形狀與第二基片上的螺旋形狀是相同的。按照這種結(jié)構(gòu)，光束是在從內(nèi)部到外部的方向或是從外部到內(nèi)部的方向上移動的，與受到跟蹤的具有信息槽的信息層無關(guān)。在采用光束從內(nèi)部到外部移動的結(jié)構(gòu)時，可以采用這樣的重現(xiàn)方法，即在任一信息層的內(nèi)部檢測管理信息，并且對包括信息層之間的部分的指定信息區(qū)域進行訪問。因此，可以說上述的結(jié)構(gòu)適用于能對信息層進行高速訪問的記錄介質(zhì)。
最好是采用一對本發(fā)明的光學(xué)信息記錄介質(zhì)和一個粘接層，并且通過粘接層把一對光學(xué)信息記錄介質(zhì)的第二基片彼此粘接在一起。按照這種結(jié)構(gòu)可以獲得具有四層結(jié)構(gòu)的記錄介質(zhì)，通過用光束從兩側(cè)照射就可以在各個信息層上記錄和重現(xiàn)信息。在上述情況下，最好是使一對光學(xué)信息記錄介質(zhì)的第一基片的厚度基本上相同，并且使一對光學(xué)信息記錄介質(zhì)的第二基片的厚度也基本上相同。
按照本發(fā)明的另一方面，提供了一種制造光學(xué)信息記錄介質(zhì)的方法，這種記錄介質(zhì)具有兩個不同的信息層，并且能從信息層上重現(xiàn)信息信號，在信息層上記錄信息信號，以及在用光束照射時重現(xiàn)記錄的信息信號，這種光學(xué)信息記錄介質(zhì)的制造方法包括第一成膜步驟，在一個基片上形成具有預(yù)定透射率和預(yù)定反射率的第一信息層，在基片的一側(cè)上設(shè)有從與信息信號相應(yīng)的信息槽構(gòu)成的組中選擇的一個或多個用于跟蹤的導(dǎo)槽和采樣槽；第二成膜步驟，在第二基片上形成具有預(yù)定反射率的第二信息層，第二基片的一側(cè)上設(shè)有從與信息信號相應(yīng)的信息槽構(gòu)成的組中選擇的一個或多個用于跟蹤的導(dǎo)槽和采樣槽；以及涂層步驟，把相對于光束透明的一個樹脂層涂在第一信息層或第二信息層的頂面上；粘接步驟，使第一信息層與第二信息層彼此面對并且用樹脂層使第一和第二信息層彼此粘接。按照這種光學(xué)信息記錄介質(zhì)制造方法的構(gòu)思，不需要清除母盤的步驟。把具有預(yù)先形成的信息槽的基片直接粘接在一起，就可以獲得具有雙層結(jié)構(gòu)的記錄介質(zhì)。從而能提高制作的成品率。
本發(fā)明的光學(xué)信息記錄介質(zhì)制造方法最好實現(xiàn)這樣的結(jié)構(gòu)，即第一基片的厚度與第二基片的厚度基本相同。
本發(fā)明的光學(xué)信息記錄介質(zhì)制造方法還包括一個加壓步驟，從第一和第二基片的外側(cè)對第一和第二基片加壓。按照上述方法形成的樹脂層完全沒有厚度不均勻現(xiàn)象。
在本發(fā)明的光學(xué)信息記錄介質(zhì)制造方法中，最好采用光固化樹脂構(gòu)成樹脂層，并且從第一基片外側(cè)的位置用光照射樹脂層，從而固定樹脂層，同時在第一和第二基片的外側(cè)加壓。按照上述的構(gòu)思，可以在短時間內(nèi)形成完全沒有厚度不均勻現(xiàn)象的樹脂層。
本發(fā)明的光學(xué)信息記錄介質(zhì)制造方法還包括一個涂層步驟，把相對于光束透明的一個粘接層涂在用本發(fā)明的光學(xué)信息記錄介質(zhì)制造方法獲得的一對光學(xué)信息記錄介質(zhì)中任一第二基片的頂面上；以及一個粘接步驟，使該對光學(xué)信息記錄介質(zhì)的第二基片彼此面對，并且用樹脂層把第二基片粘接在一起。按照上述方法，把獲得雙層結(jié)構(gòu)記錄介質(zhì)的粘接步驟重復(fù)執(zhí)行三次就能獲得四層結(jié)構(gòu)的記錄介質(zhì)。也就是說，只要分三步使用相同的制造設(shè)備，就可以用制造雙層結(jié)構(gòu)記錄介質(zhì)的類似方法制造四層結(jié)構(gòu)的記錄介質(zhì)。在上述情況下，最好使一對光學(xué)信息記錄介質(zhì)中第一基片的厚度基本上相同，并使該對光學(xué)信息記錄介質(zhì)中第二基片的厚度基本上相同。
按照本發(fā)明的另一方面，提供了一種制造光學(xué)信息記錄介質(zhì)的裝置，它包括第一基片支撐部件，用于支撐第一基片；面對第一基片支撐部件設(shè)置的第二基片支撐部件，用于支撐第二基片；一個涂層部件，用于在第一基片或第二基片的頂面上涂一個樹脂層；設(shè)在一個平面上的墊片，第一基片支撐部件和第二基片支撐部件在該平面上彼此面對，該墊片從第一和第二基片朝外設(shè)置；以及一個加壓部件，用于升高第一基片支撐部件或第二基片支撐部件，并且對第一或第二基片加壓。用這種光學(xué)信息記錄介質(zhì)的制造裝置可以有效地制造具有多層結(jié)構(gòu)的記錄介質(zhì)，并且預(yù)期可以提高記錄容量。
本發(fā)明的光學(xué)信息記錄介質(zhì)制造裝置還包括一個光源，它面對著接觸第一基片的第一基片支撐部件的一個表面設(shè)置，其中制造第一基片支撐部件所用的材料允許光源發(fā)射的一部分光透射。按照上述的結(jié)構(gòu)，采用了光固化樹脂層，從而能在短時間內(nèi)把第一基片和第二基片粘接在一起。
本發(fā)明的光學(xué)信息記錄介質(zhì)制造裝置最好具有這樣的結(jié)構(gòu)，即，第一和第二基片在其中部具有一個中心開口，并在其任一表面上具有同心或螺旋的凸起和槽列或?qū)Р?，并且為至少一個第一基片支撐部件和第二基片支撐部件提供一個中心位置校正部件，用于使第一基片和第二基片的信息槽列或?qū)Р鄣闹行妮S線彼此吻合。按照上述結(jié)構(gòu)，可以獲得這樣的記錄介質(zhì)，在其中可以防止設(shè)在兩個信息層表面上的信息槽列或?qū)Р鄣膱A弧出現(xiàn)偏差。
本發(fā)明的光學(xué)信息記錄介質(zhì)制造裝置最好進一步包括分別設(shè)在第一和第二基片支撐部件中心軸線上的第一和第二軸部件；以及各自具有一個錐部的第一和第二內(nèi)部導(dǎo)向部件，錐部的一端大于基片的中心開口，而另一端小于基片的中心開口，第一和第二內(nèi)部導(dǎo)向部件可以沿著第一和第二軸部件移動。按照上述的結(jié)構(gòu)，在第一和第二內(nèi)部導(dǎo)向部件的錐部分別接觸第一和第二基片的中心開口的狀態(tài)下，可以把第一和第二基片固定在第一和第二基片支撐部件的表面上。因此，可以按照接近機械精度限制的值使第一信息層的中心軸線與第一基片支撐部件的中心軸線彼此吻合。另外，按照接近機械精度限制的程度使第二信息層的中心軸線與第二基片支撐部件的中心軸線彼此吻合。在上述情況下，最好在第一軸部件或第二軸部件之一的前端設(shè)置一個突起的錐形部件，并且在另一軸部件的前端設(shè)置一個對應(yīng)的開槽的錐部。按照上述的結(jié)構(gòu)，如果向下移動第二基片支撐部件，設(shè)在第一軸部件或第二軸部件前端的突起的錐形部件與設(shè)在另一軸部件前端中的開槽的錐部就會彼此嚙合。這樣就可以使第一信息層的中心軸線與第二信息層的中心軸線彼此吻合。
按照本發(fā)明的另一方面，提供了一種用光學(xué)記錄和重現(xiàn)信息的裝置，該裝置用光照射一個光學(xué)信息記錄介質(zhì)，記錄介質(zhì)具有兩個不同的信息層，在信息層上具有從對應(yīng)信息信號的信息槽構(gòu)成的組中選擇的一個或多個用于跟蹤的導(dǎo)槽和采樣槽，從而能從信息層上重現(xiàn)信息信號，在信息層上記錄信息信號，以及重現(xiàn)記錄的信息信號。這種用光學(xué)記錄和重現(xiàn)信息的裝置包括光學(xué)裝置，用一個物鏡把光源發(fā)射的光束會聚在記錄介質(zhì)上；用于執(zhí)行控制的聚焦控制裝置，使光束的焦點與任一信息層吻合；控制光束位置的跟蹤控制裝置，使光束能夠跟隨信息槽、導(dǎo)槽或是采樣槽；層識別裝置，用于解調(diào)一個信號，根據(jù)信息槽反射的光或是通過信息槽透射的光來識別信息層；層選擇裝置，用于選擇一個信息層，從其上重現(xiàn)信息信號，或是在其上記錄信息信號；以及切換裝置，用于切換由跟蹤控制裝置執(zhí)行的跟蹤方式，以響應(yīng)于層選擇裝置執(zhí)行的選擇結(jié)果。按照上述結(jié)構(gòu)的光學(xué)信息記錄和重現(xiàn)裝置，可以在具有多層結(jié)構(gòu)的記錄介質(zhì)上記錄和重現(xiàn)信息。
按照本發(fā)明的用光學(xué)記錄和重現(xiàn)信息的裝置，進一步包括層比較裝置，用于把層選擇裝置執(zhí)行的選擇結(jié)果與層識別裝置執(zhí)行的識別結(jié)果加以比較，以及一個聚焦跳躍電路，用于產(chǎn)生一個脈沖電壓，對應(yīng)比較裝置的一個輸出，使光束的焦點在信息層之間移動。按照上述的結(jié)構(gòu)，如果一個信息層不是聚焦的目標(biāo)，就可以把聚焦位置移到目標(biāo)信息層上。在這種情況下，最好是進一步提供一個跟蹤極性翻轉(zhuǎn)裝置，用于與聚焦跳躍電路的操作同步地切換跟蹤控制裝置的極性。按照上述的結(jié)構(gòu)，在具有第一信息層和第二信息層的記錄介質(zhì)中，即使從光束入射的位置上看到的兩層之間的信息槽是按相反方向設(shè)置的，仍可以在瞬間使光束移到目標(biāo)信息層的信息槽上。
本發(fā)明的光學(xué)信息記錄和重現(xiàn)裝置最好具有這樣的結(jié)構(gòu)，即聚焦控制裝置包括執(zhí)行控制的第一聚焦控制裝置，使光束的焦點與靠近信息層的一個位置吻合；允許在比第一聚焦控制裝置較小的范圍內(nèi)操作的第二聚焦控制裝置，以及聚焦切換裝置；用于在第一聚焦控制裝置的操作完成之后切換到第二聚焦控制裝置。按照上述的結(jié)構(gòu)，可以穩(wěn)定地執(zhí)行各個信息層的伺服操作，同時維持與慣用結(jié)構(gòu)可以獲得的調(diào)焦性能類似的性能。
本發(fā)明的光學(xué)信息記錄和重現(xiàn)裝置最好具有這樣的結(jié)構(gòu)，即聚焦控制裝置具有適合各個信息層的至少兩種操作狀態(tài)，聚焦控制裝置是這樣布置的，即根據(jù)層選擇裝置執(zhí)行的選擇結(jié)果選擇一種操作狀態(tài)。按照上述的結(jié)構(gòu)，聚焦偏差可以得到校正，從而能夠滿意地記錄或重現(xiàn)信息。
本發(fā)明的光學(xué)信息記錄和重現(xiàn)裝置最好具有這樣的結(jié)構(gòu)，即跟蹤控制裝置具有適合各個信息層的至少兩種操作狀態(tài)，跟蹤控制裝置是這樣布置的，即根據(jù)層選擇裝置執(zhí)行的選擇結(jié)果選擇一種操作狀態(tài)。按照上述的結(jié)構(gòu)，跟蹤偏差可以得到校正，從而能夠滿意地記錄或重現(xiàn)信息。
本發(fā)明的光學(xué)信息記錄和重現(xiàn)裝置最好進一步包括一個用于執(zhí)行聚焦控制的光電檢測器，它包括用于接收記錄介質(zhì)反射的一部分光的第一分光接收面，以及用于接收與第一分光接收面安置在同一平面上反射的光的第二分光接收面，第二分光接收面接收第一分光接收面的外側(cè)反射的光。按照上述的結(jié)構(gòu)，在從具有多層結(jié)構(gòu)的記錄介質(zhì)上重現(xiàn)信息時，通過在調(diào)焦的時刻與執(zhí)行伺服操作的時刻之間切換聚焦檢測范圍，就可以擴大調(diào)焦的范圍。
附圖簡要說明圖1是一個截面圖，表示本發(fā)明的具有兩個信息層的光學(xué)信息記錄介質(zhì)的結(jié)構(gòu)；圖2是一個透視圖，表示本發(fā)明的具有兩個只讀信息層的光學(xué)信息記錄介質(zhì)的結(jié)構(gòu)；圖3是一個透視圖，表示本發(fā)明的具有一個只讀信息層和一個記錄和重現(xiàn)信息層的光學(xué)信息記錄介質(zhì)的結(jié)構(gòu)；圖4是一個透視圖，表示本發(fā)明的具有兩個記錄和重現(xiàn)信息層的光學(xué)信息記錄介質(zhì)的結(jié)構(gòu)；圖5是一個截面圖，表示本發(fā)明的具有四個信息層的光學(xué)信息記錄介質(zhì)的結(jié)構(gòu)；圖6是一個示意性截面圖，表示本發(fā)明的用于制造光學(xué)信息記錄介質(zhì)的裝置；圖7是表示本發(fā)明的用于制造光學(xué)信息記錄介質(zhì)的裝置的第一局部截面圖；圖8是表示本發(fā)明的用于制造光學(xué)信息記錄介質(zhì)的裝置的第二局部截面圖；圖9表示本發(fā)明的具有兩個信息層的光學(xué)信息記錄介質(zhì)的制造順序；圖10表示本發(fā)明的具有四個信息層的光學(xué)信息記錄介質(zhì)的制造順序；圖11是一個方框圖，表示本發(fā)明的光學(xué)信息記錄和重現(xiàn)裝置的結(jié)構(gòu)；圖12是一個示意圖，表示本發(fā)明的光學(xué)信息記錄和重現(xiàn)裝置的光傳感器結(jié)構(gòu)；圖13是一個示意圖，表示本發(fā)明的光學(xué)信息記錄和重現(xiàn)裝置的聚焦控制部分；圖14是一個曲線圖，表示從本發(fā)明的光學(xué)信息記錄介質(zhì)的兩個信息層上可以獲得的聚焦誤差信號波形；圖15是一個示意圖，表示光學(xué)信息記錄和重現(xiàn)裝置的光電檢測器；圖16是一個示意圖，表示本發(fā)明的光學(xué)信息記錄和重現(xiàn)裝置的聚焦控制部分的結(jié)構(gòu)；圖17是一個示意圖，表示本發(fā)明的光學(xué)信息記錄和重現(xiàn)裝置的跟蹤控制部分的結(jié)構(gòu)；圖18是一個截面圖，表示本發(fā)明的另一例具有一個只讀信息層和一個記錄和重現(xiàn)信息層的光學(xué)信息記錄介質(zhì)；圖19是一個截面圖，表示本發(fā)明的又一例具有一個只讀信息層和一個記錄和重現(xiàn)信息層的光學(xué)信息記錄介質(zhì)；圖20是一個截面圖，表示本發(fā)明的再一例具有兩個記錄和重現(xiàn)信息層的光學(xué)信息記錄介質(zhì)；以及圖21表示慣用的光學(xué)信息記錄介質(zhì)的制造過程。
實現(xiàn)發(fā)明的最佳方式以下要參照


本發(fā)明的光學(xué)信息記錄介質(zhì)和光學(xué)信息記錄和重現(xiàn)裝置。
圖1是一個截面圖，表示本發(fā)明一個實施例的光學(xué)信息記錄介質(zhì)。如圖1所示，在厚度為d1的第一基片1的任一表面上形成用于跟蹤的導(dǎo)槽、采樣槽或?qū)?yīng)信息信號的信息槽。在第一基片1的上述表面上形成由薄膜構(gòu)成的第一信息層2，薄膜反射入射到第一基片上的一部分光束7，并且允許一部分光束7透射，薄膜2的厚度為d2。在厚度為d3的第二基片3的一個表面上形成導(dǎo)槽或?qū)?yīng)信息信號的信息槽。在第二基片3的表面上形成由薄膜構(gòu)成的第二信息層4，該薄膜的反射率大于第一信息層2的反射率，并且厚度為d4。在第一信息層2和第二信息層4之間形成透明分隔層5，用于按預(yù)定的距離d5使第一信息層2和第二信息層4彼此分開地定位。這樣就構(gòu)成了具有雙層結(jié)構(gòu)的光學(xué)信息記錄介質(zhì)。
最好，第一基片1和第二基片3應(yīng)該盡可能地相對于分隔層5構(gòu)成垂直對稱。也就是說，最好采用基本上相同的材料和厚度(d1和d3)，并且兩個基片彼此的區(qū)別僅是其表面上的信息槽的圖形以及第一和第二信息層2和4的結(jié)構(gòu)。
如果按上述方式構(gòu)成光學(xué)信息記錄介質(zhì)，就可以形成相對于分隔層5垂直對稱的結(jié)構(gòu)。因此，即使在制造期間由于溫度變化等因素在基片中產(chǎn)生應(yīng)力，仍可以補償由此產(chǎn)生的任何變形。即使環(huán)境溫度或濕度變化的異常變形因素作用在兩個基片上，也能防止變形和卷曲。這樣就能獲得能持久耐受環(huán)境變化的結(jié)構(gòu)。因此，即使用樹脂制作第一和第二基片1和3，仍可以防止因制成的記錄介質(zhì)存在變形而在重現(xiàn)信號時產(chǎn)生誤差。
從本實施例的光學(xué)信息記錄介質(zhì)上可以按以下的方式重現(xiàn)信息信號，即用光束7從第一基片外側(cè)的位置照射兩個信息層(第一和第二信息層2和4)，然后檢測反射光束量值的變化，從而重現(xiàn)出記錄在第一和第二信息層上的信息信號。為了能重現(xiàn)信息信號，照射的光束7必須有效地會聚在各個第一和第二信息層2和4上。
因此，第一信息層2必須具有預(yù)定的反射率，以便能隨著反射光的變化重現(xiàn)出形成在第一信息層2上的信息信號。另外，為了使用于照射并且具有預(yù)定強度的光束7到達第二信息層4，第一信息層2必須具有預(yù)定的透射率。盡管第二信息層4不需要特定的透射率，但是，第二信息層4必須具有盡可能大的反射率，以便使提供信息信號的反射光量值的變化放大。這是因為，在重現(xiàn)第二信息層4的信息信號時，光束7必須分兩次穿透第一信息層2。因此，在本實施例的結(jié)構(gòu)中設(shè)定的第二信息層4的反射率高于第一信息層2的反射率。
關(guān)于第一和第二基片1和3的材料，采用的材料最好在照射光束7波長范圍內(nèi)對光沒有明顯的吸收作用，并且強度很高。因此，第一和第二基片1和3的材料是樹脂，例如聚碳酸脂樹脂，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)樹脂，等等，或是玻璃。
如果用樹脂作為第一和第二基片1和3的材料，可以把樹脂加熱到溶化狀態(tài)并將其灌入一側(cè)上具有信息槽或?qū)Р鄣哪＞咧?，從而形成基片。如果用玻璃作為第一基?和第二基片3的材料，則采用另一方法，即在平板玻璃的表面上采用例如蝕刻的方法用信息槽的形式形成信息。另一種替代的方法(光聚合法)是在平板玻璃表面上涂一層紫外線固化樹脂，然后用表面上包括信息槽的模具壓制，以信息槽的形式形成信息。然而，形成第一和第二基片1和3的方法不僅限于上述的方法。只要采用的方法能夠提供具有預(yù)定光學(xué)特性的基片，也可以采用其他方法。由于上述方法是在制造諸如小型盤等普通光盤的工藝中采用的公知方法，在此省略了更詳細(xì)的說明。
取決于信息層的功能是只讀型還是記錄和重現(xiàn)型，在第一和第二基片1和3表面上形成的凸部和凹部的圖形是彼此不同的。如果信息層被設(shè)置成只讀型，凸部和凹部的形式就是由形成在基片表面上的圖形構(gòu)成的信息槽列，并且按照信息信號來調(diào)制。如果信息層被設(shè)置成記錄和重現(xiàn)型，凸部和凹部的形式就是由連續(xù)的凸部和凹部構(gòu)成的用于執(zhí)行光束的跟蹤控制的導(dǎo)槽，或是適合一種稱為″采樣伺服方法″的跟蹤方法的擺動槽。
第一和第二基片1和3最好具有相同的尺寸，并且用同樣的材料接同樣的工藝制成。具體地說，如果用樹脂材料作為基片的材料，并且用注塑成型法形成基片，基片在經(jīng)歷了長時間后就可能出現(xiàn)變形，例如卷曲，這主要取決于模制的條件。另外，環(huán)境溫度或濕度的變化也可能使基片明顯地變形。如果基片是用光聚合法形成的，盡管變形的程度不象用注塑成型法時那樣嚴(yán)重，仍會出現(xiàn)類似的變形。考慮到上述特點，本實施例具有這樣的結(jié)構(gòu)，即采用類似的工藝形成第一和第二基片1和3，并且用分隔層5把兩個基片粘接在一起。由于采用了相對于分隔層5垂直對稱的結(jié)構(gòu)，可以阻止基片產(chǎn)生應(yīng)力和變形。這樣就能獲得能充分耐受環(huán)境變化的光學(xué)信息記錄介質(zhì)。
用于獲得基本上相同的機械強度的兩個基片的厚度取決于記錄介質(zhì)所處的環(huán)境溫度和基片的材料。為了能獲得兩個基片厚度差的容許量，制造了具有以下結(jié)構(gòu)的光學(xué)信息記錄介質(zhì)采用0.6mm厚度的聚碳酸酯樹脂形成第一基片1。然后在第一基片1上形成10nm厚度的Au膜，從而形成第一信息層2。由聚碳酸酯樹脂制成的第二基片3的厚度在0.3mm到1.2mm之間變化，然后形成100nm厚度的Au膜，從而形成第二信息層4。另外，用平均厚度為40μm的丙烯酸型紫外線固化樹脂層形成分隔層5。用分隔層5把第一信息層2和第二信息層4粘接在一起。對這樣制造的光學(xué)信息記錄介質(zhì)的變形量進行測量，獲得了以下數(shù)值的結(jié)果。也就是說，如果第二基片3的厚度是0.6mm±30％或更小，使其處在室溫環(huán)境下，溫度為30℃，相對濕度(RH)為80％，經(jīng)過1000小時之后，記錄介質(zhì)的卷曲量在0.4mm以下。在這種情況下可以實現(xiàn)穩(wěn)定的伺服操作。即使使光學(xué)信息記錄介質(zhì)承受更惡劣的環(huán)境，即在80℃的溫度和80％的相對濕度下經(jīng)過1000小時，如果第二基片3的厚度是0.6mm±20％或更小，就可以阻止記錄介質(zhì)的卷曲。
信息層被劃分成只讀型與記錄和重現(xiàn)型兩種類型。按照本實施例的記錄介質(zhì)具有兩個信息層。因此，按照第一信息層和第二信息層的順序，記錄介質(zhì)可以是以下的四種類型之一，即(A){只讀}-{只讀}，(B){只讀}-{記錄和重現(xiàn)}，(C){記錄和重現(xiàn)}-{只讀}，以及(D){記錄和重現(xiàn)}-{記錄和重現(xiàn)}。
只讀信息層是由在基片表面上形成的薄膜構(gòu)成的，在基片上具有上述的信息槽，薄膜相對于光束具有預(yù)定的反射率。在上述情況下，材料可以從以下的組中選擇，組中包括金屬，例如Au，Al，Cu或它們的合金；一種氧化物，例如SiO2，SiO，TiO2，MgO或GeO2；一種氮化物，例如Si3N4或BN；一種硫化物的介電材料，例如ZnS或PbS；這些材料的混合物；以及一種多層結(jié)構(gòu)的上述氧化物，氮化物和硫化物。使用上述材料可以獲得對特定波長的光束具有預(yù)定反射率的信息層。
如果第一信息層2是只讀信息層，第一信息層2必須具有預(yù)定的透射率，使第一信息層2反射從第一基片1外側(cè)的位置上入射的光束7，并且允許預(yù)定強度的光束能到達第二信息層4。在用相同的材料制造第一信息層2和第二信息層4的情況下，如果使第一信息層2的厚度比第二信息層4薄，就可以實現(xiàn)上述目標(biāo)。如果用金屬制造信息層，就把金屬制成厚度為5nm到40nm的薄膜。為了使第一信息層2的反射率和透射率均保持在高水平，最好使信息層的光吸收率盡可能低。在上述情況下，第一信息層2可以是一種介電材料或是能夠獲得高折射率和低吸收系數(shù)的有機材料。另外，如果采用介電材料和有機材料疊成的層，也可能獲得對光沒有明顯吸收的信息層。
如果第二信息層4是只讀信息層，就不必考慮透射率。反射率應(yīng)該盡可能地高。如果用金屬制造第二信息層4，就把金屬制成厚度為40nm到200nm的薄膜。
記錄和重現(xiàn)型信息層包括形成在基片上的薄膜，基片上具有導(dǎo)槽或采樣槽，薄膜的光學(xué)特性在其吸收照射的光束時發(fā)生變化，并且變化的狀態(tài)可以通過光束來識別。對于用作信息層的記錄層來說，可供使用的材料可以從這樣的組中選擇，該組包括一種相變材料，其反射率由于薄膜狀態(tài)的變化而隨著照射的光而變化；一種薄膜形式的磁光材料，其磁化方向是變化的，并且可以根據(jù)克耳效應(yīng)檢測到這種變化；一種有機材料，例如具有變化的光譜反射系數(shù)的一種著色材料；以及一種光敏材料。
相變材料的晶相可以在非晶體和晶體之間變化，這種材料可以從以下的組中選擇，包括例如SbTe，InTe，GeTeSn，GeSbTe，SbSe，TeSeSb，SnTeSe，InSe，TeGeSnO，TeGeSnAu或TeGeSnSb型材料的硫族材料；以及例如Te-TeO2，Te-TeO2-Au，Te-TeO2-Pd等類型的一種氧化物材料。
相變材料的晶相可以在非晶體和晶體之間變化，這種相變材料可以是金屬化合物，例如AgZn化合物或InSb化合物。
磁光材料可以采用MnBi，TbFe，或TbFeCo型的材料。
有機著色劑可以采用無色的染料，例如三苯甲烷。光敏材料可以采用螺旋吡喃，俘精酐或偶氮基型材料。
需要指出的是，可記錄的信息層從其功能來看可以劃分成一次寫入型信息層，在其上只能一次性記錄信息，以及重寫型信息層，在其上記錄的信息可以重寫。對于一次寫入型信息層，僅需要在基片上形成一個由相變材料層或有機著色材料層構(gòu)成的層作為信息層。還可以采用另一種方法，即采用一個光吸收薄膜層和一個金屬層構(gòu)成的雙層結(jié)構(gòu)，通過光的照射制備成合金。
盡管信息層可以僅由一個記錄層構(gòu)成，但是最好采用包括至少兩層的多層結(jié)構(gòu)，以便使形成信息層的材料能雙向變化，并且增大記錄信號中的光學(xué)變化。這種雙層結(jié)構(gòu)可以包括介電材料層/記錄層的結(jié)構(gòu)，包括記錄層/反射層的結(jié)構(gòu)，或是包括反射層/記錄層的結(jié)構(gòu)(如果從光束7的入射位置上看，是按照上述的順序)。從基片的角度來看，三層結(jié)構(gòu)可以是包括介電材料層/記錄層/介電材料層的結(jié)構(gòu)，或是包括介電材料層/記錄層/反射層的結(jié)構(gòu)。如果從光束7的入射位置上看，四層結(jié)構(gòu)可以是包括介電材料層/記錄層/介電材料層/反射層的結(jié)構(gòu)。從基片的角度來看，五層結(jié)構(gòu)可以是包括第一反射層/介電材料層/記錄層/介電材料層/第二反射層的結(jié)構(gòu)。如果使記錄層和介電材料層彼此形成接觸，在重復(fù)執(zhí)行記錄時就能防止薄膜的劣化。另外，還能更高程度地設(shè)定記錄信息中的光學(xué)變化。
介電材料層可以由從以下的組中選擇的一種材料制成，組中包括一種氧化物，例如SiO2，SiO，TiO2，MgO或GeO2；一種氮化物，例如Si3N4或BN；一種硫化物，例如ZnS或PbS；以及這些材料的混合物。
反射層可以由上文中說明只讀信息層時列舉的任何一種材料構(gòu)成。
為了在第二信息層4上維持足夠大的光量，制作分隔層5的材料最好對光束7波長范圍內(nèi)的光沒有明顯的吸收作用，特別是對那些已經(jīng)通過第一信息層2的光。因此，分隔層5可以由透明的粘合劑，與基片類似的玻璃，或是樹脂材料來制作。如果用樹脂材料制作第一和第二基片1和3，最好是采用相同類型的樹脂材料，以便在粘接之后維持機械的可靠性。為了縮短完成粘接工藝所需的時間，最好采用紫外線固化型樹脂。
分隔層5的距離d5至少要大于物鏡(6)的數(shù)值孔徑(NA)所確定的焦深和光束7的波長(λ)，以防在重現(xiàn)某一個信息層時來自另一個信息層的反射交擾。如果光會聚點上的強度相對于光束以共點方式分布時的中心強度(100％)能達到80％以上，焦深Δz就近似地滿足以下公式(1)Δz＝λ/{2(NA2} (1)
如果λ＝780nm，NA＝0.55，則Δz＝1.3μm因此，±1.3μm的區(qū)域被包括在焦深之內(nèi)。如果采用上述的光學(xué)系統(tǒng)，最好把分隔層5的厚度d5設(shè)定在大于2.6μm的值。
當(dāng)光束7聚焦在第二信息層4上時，在穿過第一信息層2的光束中包括的記錄標(biāo)記的影響會在記錄第二信息層4時造成交擾。因此，為了穩(wěn)定地重現(xiàn)信號，最好使分隔層5的厚度d5至少要大于焦深，最好是焦深的五倍。在普通的只讀型光盤中，形成在光學(xué)記錄介質(zhì)上的信息槽的間距比焦深要短。如果使分隔層的厚度達到焦深的五倍，在受到光束7照射的第一信息層2上的信息槽數(shù)量就能達到25以上，這一數(shù)量比通常為了防止交擾所允許的-26dB小得多。
為了能在第一和第二信息層2和4上保持信息的高記錄密度，第一和第二信息層2和4必須被形成在物鏡6能夠會聚光束的范圍之內(nèi)。也就是說，第一基片1的厚度d1加上分隔層5的厚度d5所得的數(shù)值d1+d5必須處在光學(xué)系統(tǒng)(物鏡6)所允許的基座厚度的公差之內(nèi)。
因此，最好使分隔層5的厚度d5大于用來會聚光束7的光學(xué)系統(tǒng)的焦深，并且小于上述光學(xué)系統(tǒng)所允許的基座公差。如果上述條件得到滿足，只要光束7的越軌現(xiàn)象很小，就能從目標(biāo)信息層之外的信息層上重現(xiàn)出沒有明顯地受到交擾的信息。值得注意的是，考慮到大批量生產(chǎn)光學(xué)信息記錄介質(zhì)時的記錄介質(zhì)的成品率，分隔層5的厚度d5和光束的越軌現(xiàn)象必須被固定在最佳值。如果使用上述材料形成第一和第二基片1和3，第一和第二信息層2和4以及分隔層5，就能獲得這樣一種記錄介質(zhì)，如果從第一基片1外側(cè)的位置上用光照射信息層2和4，就能從信息層2和4上重現(xiàn)信息信號。
以下要說明一種能夠從兩個信息層上穩(wěn)定和便利地重現(xiàn)出信號的記錄介質(zhì)的結(jié)構(gòu)。為了穩(wěn)定和便利地重現(xiàn)出記錄在兩個信息層上的信息信號，同時也考慮到重現(xiàn)裝置結(jié)構(gòu)的簡化，從兩個信息層上獲得的信號電平最好是彼此相同的。在以下的說明中涉及這樣一種結(jié)構(gòu)，如果從光束7入射的位置上看，從兩個信息層的平面部分獲得的反射光的量值是彼此相同的。為了便于說明，說明書所述的結(jié)構(gòu)中的第一和第二信息層2和4都是只讀信息層。在說明時假設(shè)可以忽略由于第一信息層2的信息槽對透射光的衍射帶來的影響。
假設(shè)，第一信息層2的反射率是R1，吸收率是A1，，并且第二信息層4的反射率是R2。在上述情況下，還要做這樣的假設(shè)，即在來自兩個信息層的信號幅值相同時，兩個信息層的平面部分反射的光量也是相同的。上述情況相當(dāng)于這樣的事實，即經(jīng)過入射，并且穿過了第一信息層2，被第二信息層4反射，然后再次穿過第一信息層2的光束7的量值T與第一信息層2的反射率R1是相同的。在上述情況下滿足以下公式表示的關(guān)系R1≈T(2)R1≈(1-A1-R1)2×R2 (3)R1≈1-A1+(2×R2)2-{[1-A1+(2×R2)-1]2-(1-A1)2}0.5(4)R1是在R2＝1，A1＝0時獲得的最大值。在這種情況下，R1等于0.382。如果從實際的R2＝0.9，A1＝0.1的情況來看，R1等于0.311。
上述的現(xiàn)象說明，如果忽略穿過第一信息層2的光的衍射，并且第一和第二信息層2和4對反射光的衍射程度是相同的，第二信息層4的反射率R2為90％，第一信息層2的反射率R1為31％，并且吸收系數(shù)A1為10％，這種結(jié)構(gòu)就可以在從第一和第二信息層2和4的信息槽中重現(xiàn)信息時使信號的幅值相同。
以下參照公式(2)說明一種兩個信息層的實際結(jié)構(gòu)。在此處假設(shè)從兩個信息層上重現(xiàn)的幅值在±20％范圍以內(nèi)可以被認(rèn)為是相等的。這種假設(shè)表明公式(2)右側(cè)和左側(cè)之間的差處在±20％以內(nèi)。
因此，如果從第一信息層2上重現(xiàn)的幅值比從第二信息層4上重現(xiàn)的幅值小20％，用上述關(guān)系代換公式(3)，就可以得到用公式(5)表示的關(guān)系。另一方面，如果從第一信息層2上重現(xiàn)的幅值比從第二信息層4上重現(xiàn)的幅值大20％，就滿足以下的公式(6)R1＝1.2×(1-A1-R1)2×R2(5)R1＝0.8×(1-A1-R1)2×R2(6)如果信息層是由金屬或介電材料制成的，在考慮到各層的實際特性時，最好使第二信息層4的反射率R2處在70％到90％的范圍之內(nèi)。另外，最好使第一信息層2的折射率A1處在不大于20％的范圍之內(nèi)。用上述關(guān)系代換公式(5)和(6)，第一信息層2的反射率R1的范圍是21％到42％。為了使第一和第二信息層2和4雙方維持大的重現(xiàn)幅值，最好使第一信息層2的吸收系數(shù)A1較小。如果這一吸收系數(shù)A1的值處在10％以下，第一信息層2的反射率R1的范圍就是25％到40％。
如上所述，如果第一和第二信息層2和4都是只讀信息層，最好使第一信息層2的反射率R1的范圍處在25％到40％，以便使來自第一和第二信息層2和4的重現(xiàn)幅值彼此類似，并且維持大的重現(xiàn)幅值。
如果第二信息層4是一個記錄和重現(xiàn)信息層，信息層的反射率就小于只讀信息層的反射率。如果第二信息層4的反射率是30％，并且采用反射率為19.5％，吸收系數(shù)為0％的第一信息層2，在用光照射兩個信息層時，朝著物鏡6反射的光量就是相同的。盡管在以下還要說明記錄和重現(xiàn)裝置的結(jié)構(gòu)，重現(xiàn)信號的幅值和反射的光量卻是根據(jù)記錄介質(zhì)和記錄介質(zhì)表面所允許的污染之間的差別預(yù)先確定的。因此，如果考慮到重現(xiàn)電路的精度和裝置的穩(wěn)定性，最好使兩個重現(xiàn)信號幅值之間的差別小于5倍。
本發(fā)明的特征在于，把具有預(yù)先形成的凸部和凹部的基片粘接在一起，從而獲得具有兩個信息層的記錄介質(zhì)。因此，需要在第一基片1表面上形成的信息槽的圖形必須具有能夠通過第一基片1的基座重現(xiàn)的信號形狀。另外，需要在第二基片3表面上形成的信息槽的圖形必須具有在通過信息槽的表面用光照射時能夠被重現(xiàn)的信號形狀。相應(yīng)地，如果從光束7入射的位置上看，第一和第二基片1和3的信息槽圖形是朝著同一方向形成的。如果信息層是只讀信息層，信息槽圖形的方向就是這樣的，即在該方向上對應(yīng)著信息信號形成信息槽。如果信息層是記錄和重現(xiàn)信息層，就采用上述的結(jié)構(gòu)對用于管理導(dǎo)槽的信息尋址。
以下要詳細(xì)說明記錄介質(zhì)的結(jié)構(gòu)，其中的第一和第二信息層2和4是只讀信息層，并且把只讀信息層劃分為(A)類。
從降低基片制作成本的角度來看，最好用盡可能相同的工藝制作第一和第二基片1和3。在基片表面上形成信息槽的方法包括用于制作一個母盤的母盤制作步驟和一個注塑成型步驟，在其中把樹脂材料注入裝在模具中的母盤，從而形成具有信息槽的基片。由于母盤制作方法是在制作小型盤或CD-ROM時通常采用的公知方法，忽略了對這種方法的詳細(xì)說明。簡而言之，在平板玻璃上涂上一種光刻膠，然后用按照信息信號調(diào)制的Ar激光束照射光刻膠的表面，再除去光刻膠，然后再電鍍已除去了光刻膠的表面，母盤就制成了。
如果采用同樣的母盤制作工藝，需要在基片上形成的信息槽的形狀，也就是由凸部和凹部構(gòu)成的信息槽相對于一個平面的關(guān)系是用同樣的方法完成的。圖2(a)表示一例光學(xué)信息記錄介質(zhì)，它是由用同一種工藝制成的基片粘接而成的。如圖2(a)所示，從光束7入射的位置上看，第一基片1的信息槽11具有凸面形狀。從光束7入射的位置上看，第二基片3的信息槽12具有凹面形狀。如果光刻膠的特性彼此不同，若是從光束7入射的位置上看，第一基片1的信息槽具有凸面形狀。從光束7入射的位置上看，第二基片3的信息槽具有凹面形狀。無論如何，從光束7入射的位置上看，在兩個信息層2和4中形成的信息槽的方向總是彼此相反的。
按照上述的結(jié)構(gòu)，可以采用相同的材料和模制工藝并與母盤的制作工藝一樣。因此，在制作光學(xué)信息記錄介質(zhì)時需要制備具有同樣功能的兩種制作裝置，或是需要共用同一個裝置。因此，可以降低生產(chǎn)設(shè)備的成本。
從光束7入射的位置上看，由于具有上述結(jié)構(gòu)的記錄介質(zhì)包括在兩個信息層2和4之間按相反方向形成的信息槽，在采用諸如推拉方式的跟蹤方法記錄或重現(xiàn)信息時，在信息槽2和4之間必須切換跟蹤極性。為了避免這種切換，從光束7入射的位置上看，第二信息層4的槽的方向需要變成相反的凸面形。如果用具有相反特性的光刻膠的母盤按照母盤制作工藝制作第二信息層4，或是使用通過慣用方法再次翻制母盤而獲得的一個第二母盤，就能在兩個信息層2和4之間獲得形成相反方向的槽。
以下要說明第一和第二基片1和3的信息槽的尺寸。在第二基片3上形成的槽的尺寸被劃分成兩種類型，取決于從光束7入射的第一基片1的表面到第一和第二信息層2和4表面的距離是否處在用于會聚光束7的光學(xué)系統(tǒng)所允許的基座厚度公差ΔWd之內(nèi)。需要指出，基座厚度公差ΔWd是由光束7的球面象差來決定的，基座厚度公差ΔWd大體上與物鏡6(見圖1)的數(shù)值孔徑(NA)的四次方成反比。例如，在一個波長λ為780nm，數(shù)值孔徑(NA)為0.5的光學(xué)系統(tǒng)中，基座厚度公差ΔWd大約是50μm?；穸裙瞀d取決于槽的密度，也就是槽之間的間隔。如果槽之間的間隔長，即使存在球面象差，仍可以重現(xiàn)信號。也就是說，公差的范圍被擴大了。
圖2(a)所示的結(jié)構(gòu)是在這樣的條件下采用的，也就是說，從光束7入射的第一基片1的表面到第一和第二信息層2和4表面的距離處在用于會聚光束的光學(xué)系統(tǒng)和槽的密度所允許的基座厚度公差ΔWd之內(nèi)。上述條件的主要依據(jù)是因為第一信息層2與第二信息層4上的信息槽11是彼此不同的。其原因是第一信息層2具有一個接觸第一基片1的主反光面，而第二信息層4的主反光面介于第二信息層4與分隔層5之間。
如果第一基片1上的各個信息槽11的寬度是W11，第二基片3上的各個信息槽12的寬度是W12，而主反光面的寬度是這樣的，對于第一信息層2來說，該寬度是槽寬W11，而對于第二信息層4來說，該寬度是槽寬W13，槽寬W13是介于第二信息層4與分隔層5之間的槽寬。如果采用公知的濺射方法在基片上形成信息層，就能在垂直于基片表面的方向上形成達到信息槽對頂面的薄膜，盡管垂直的程度還取決于制作的方法。因此，在相對于分隔層5的界面上的槽寬W13比第二基片3上的信息槽12的槽寬W12要小。為了使信息槽反射的光的衍射程度相同，第二基片3上的信息槽12的槽寬W12必須大于第一基片1上的信息槽11的槽寬W11。
第二基片3上的信息槽12的槽寬W12是依靠實際形成第二信息層4的工藝來校正的。本發(fā)明人已經(jīng)做了這樣的實驗，在其中采用Au來構(gòu)成第二信息層4。第二基片3上的信息槽各自具有0.50μm的槽寬W12和90nm的深度，在信息槽上形成一個Au層(第二信息層4)，Au層的反射率在90％以上，厚度為150nm，在此時測量第二信息層4的形狀，該層相當(dāng)于對應(yīng)分隔層5的界面。測定的槽寬W13是0.3μm，深度是90nm。如果按照上述條件形成第二信息層4，在第二基片3表面上形成的信息槽的形狀就確定了，考慮到由于第二信息層4的存在會使槽的形狀發(fā)生變化，槽寬W12是0.70μm。在上述情況下，在第一基片1上形成的各個信息槽的槽寬W11是0.50μm，深度是90nm。如上所述，考慮到信息槽的實際寬度會由于第二信息層4的厚度而縮小，在第二基片3上形成的信息槽12的尺寸會大于第一基片1上的信息槽的尺寸。值得注意的是，在第一和第二基片1和3表面上形成的信息槽的跟蹤間隔Tp1和槽的密度是相同的。
在用于形成第二基片3的母盤制作過程中，與在第一基片1上采用設(shè)定光源功率的方式使光刻膠曝光的方式相比，信息槽的尺寸被稍稍擴大了。形成第一和第二基片1和3的其他方法是相同的。
盡管在上述的說明中是把第一和第二基片1和3之間的槽寬制成彼此不同的尺寸，形成信息層的條件有時會產(chǎn)生這樣的結(jié)果，也就是基片上的槽的對頂面的傾斜角與形成的信息層的對頂面傾斜角不同。在上述情況下，第一基片1上的槽的深度與第二基片3上的槽的深度之間會出現(xiàn)差別，或是會使槽寬和槽深都出現(xiàn)差別。按照上述的結(jié)構(gòu)，可以使第一和第二信息層2和4之間相對于入射光束7的反射光的衍射程度彼此接近。從而可以穩(wěn)定地執(zhí)行信號重現(xiàn)。
圖2(b)表示在兩個信息層之一超過了會聚光束的光學(xué)系統(tǒng)允許的基座厚度公差時所采用的結(jié)構(gòu)。上述情況的主要原因是信息層超過了基座厚度的公差ΔWd，會聚在信息層上的光束7會產(chǎn)生球面象差，因而不能充分地會聚光點。如果為了增加信息層上的信息密度而縮短了光束7的波長并且擴大了物鏡的數(shù)值孔徑(NA)，由于基座厚度的公差ΔWd被縮小了，就會出現(xiàn)兩個信息層之一超出會聚光的光學(xué)系統(tǒng)允許的基座厚度公差ΔWd的現(xiàn)象。如果在制作分隔層5時不能獲得薄的分隔層，或是分隔層5的厚度不夠精確時，就會出現(xiàn)上述的現(xiàn)象。
在上述情況下，基片上的信息層超過了基座厚度的公差ΔWd，這時就需要降低基片表面上槽的密度，使其低于具有處在基座厚度公差ΔWd范圍之內(nèi)的信息層的基片上的槽的密度。圖2(b)表示的結(jié)構(gòu)是在這樣的情況下采用的，即第一信息層2處在基座公差ΔWd之內(nèi)，而第二信息層4超過了基座厚度公差ΔWd。第一基片1上的各個信息槽具有預(yù)定的槽寬W11，跟蹤間距為Tp1，以及槽的密度為Pd1。第二基片3上的各個信息槽14具有預(yù)定的槽寬W14，跟蹤間距為Tp3，以及槽的密度為Pd3。如果考慮到第二信息層4上的光束7的球面象差造成的光圈畸變，第二基片3上的信息槽14的槽寬槽寬W14和跟蹤間距Tp3就應(yīng)該大于第一基片1的槽寬和間距。
按照上述的結(jié)構(gòu)，即使第二信息層4超出用于會聚光束7的光學(xué)系統(tǒng)允許的基座厚度公差ΔWd，從槽部獲得的反射光量的變化仍可以接近從第一信息層2獲得的反射光變化量。這樣就能穩(wěn)定地重現(xiàn)信號。
以下要說明基片表面的跟蹤方向上的信息槽或是導(dǎo)槽的圖形。盡管在第一和第二基片1和3上形成的信息槽可以構(gòu)成同心的圓，但是，考慮到跟蹤間距等等的精度，最好是象慣用的光盤那樣采用螺旋形的槽，這樣就能比母盤制作過程中采用的同心圓結(jié)構(gòu)在精度上有所改進。
第一種結(jié)構(gòu)是這樣安排的，從光的入射部位來看，第一和第二基片1和3上的凸起和槽列朝著同一方向排列。在上述情況下，光束在從內(nèi)側(cè)向外側(cè)的一個方向上或是在從外側(cè)到內(nèi)側(cè)的一個方向上移動，與受到跟蹤的信息槽所在的信息層無關(guān)。如果采用從內(nèi)側(cè)向外側(cè)移動光束的結(jié)構(gòu)，就可以使用這樣的重現(xiàn)方式，即在某一信息層的內(nèi)部檢測管理信息，并且找到指定信息區(qū)域的入口，這一信息區(qū)域包括兩個信息層之間的部位。因此，這種結(jié)構(gòu)適用于需要高速訪問的記錄介質(zhì)。
用于實現(xiàn)上述結(jié)構(gòu)的第二基片3可以采用上述的方法來制作，在其中用母盤再次翻制成第二母盤，以便使信息槽的方向翻轉(zhuǎn)。也就是說，把用光刻膠制作母盤表面翻制成第二母盤，從而形成相反方向的信息槽列，并且獲得相反的螺旋方向。通過分隔層5粘接第二基片3和第一基片1，就可以獲得從光的入射位置上看具有相同螺旋方向的記錄介質(zhì)。
如果省略制作第二母盤的工序，就要改變母盤制作工序中采用的記錄方向，從而獲得從光的入射位置上看具有相同螺旋方向的第一和第二信息層2和4。也就是說，當(dāng)光刻膠被曝光時，制作平面玻璃板的方向與制作第一基片1的母盤時采用的方向相反，從而就可以獲得從光束入射位置上看具有相同螺旋方向的第一和第二信息層2和4。在第一和第二信息層2和4之間，如果從光的入射位置上看，信息槽是彼此相反的。
第二種結(jié)構(gòu)是這樣安排的，從光的入射位置上看，第一和第二基片1和3上的凸起和槽列朝著相反方向排列。在這種情況下，與具有受到跟蹤的信息槽的信息層相一致地在相反方向上(從內(nèi)側(cè)到外側(cè)的方向或是從外側(cè)到內(nèi)側(cè)的方向)移動光束。
在連續(xù)長時間地處理信息的情況下，上述結(jié)構(gòu)是有效的。此處要說明這樣一種結(jié)構(gòu)，其中的光束在第一信息層2上是從信息槽的內(nèi)部向外部移動，并且光束在第二信息層4上是從信息槽的外部向內(nèi)部移動。當(dāng)光束在第一信息層2的外部重現(xiàn)出確定的信息之后，光束被移動到第二信息層4的外部(也就是說，光學(xué)傳感器設(shè)置第二信息層4上的一個信息起點的入口，并且保持同一個位置)。光束開始在第二信息層4的外部連續(xù)地重現(xiàn)信息。在上述信息重現(xiàn)方法中，由于光束從一個層移到另一層時并不需要移動光學(xué)傳感器，所以可以有效地避免在光束移動過程中消耗時間。如果記錄槽屬于CLV模式(恒定線速度模式)，光學(xué)傳感器的位置就是不變的，因此，可以有效地避免轉(zhuǎn)速的變化。
作為用來實現(xiàn)上述表面的第二基片3的母盤制作方法，可以采用的方法是，使開始記錄信息的位置與制作第一基片1的母盤時在曝光工序中采用的位置相反。如果第一基片1的信息是從內(nèi)側(cè)位置開始記錄的，母盤的曝光就是從外側(cè)開始的。在用這種方法獲得的第一和第二基片1和3制作的記錄介質(zhì)中，在第一和第二基片1和3上包括信息槽，從光的入射位置上看，這些信息槽是按相反的方向形成的，因此，在信息層之間必須要轉(zhuǎn)換跟蹤極性。
作為第二基片3的另一種母盤制作方法，外部的曝光可以在以下條件下按照類似上述情況的方式來執(zhí)行，在其中制作平面玻璃板的方向與制作第一基片1的母盤時采用的方向相反。在用這種方法獲得的第一和第二基片1和3制作的記錄介質(zhì)中，在第一和第二基片1和3上具有信息槽，從光的入射位置上看，這些信息槽是按相同的方向形成的，因此，不必在信息層之間轉(zhuǎn)換跟蹤極性。
以下要說明具有只讀信息層以及記錄和重現(xiàn)信息層的上述結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)包括只讀-記錄和重現(xiàn)型結(jié)構(gòu)(B)，以及記錄和重現(xiàn)-只讀型結(jié)構(gòu)(C)。
如果將上述結(jié)構(gòu)(B)和(C)加以比較，結(jié)構(gòu)(B)比較好，在其中把第一信息層制成只讀信息層，并把第二信息層制成記錄和重現(xiàn)信息層，因為這樣可以減少第一信息層吸收的光。在結(jié)構(gòu)(C)的情況下，第一信息層是記錄和重現(xiàn)型信息層，在信息層上記錄信息時需要吸收光。在這種情況下，當(dāng)信號被記錄在第一信息層2上時，由記錄標(biāo)記發(fā)出的光會產(chǎn)生衍射。因此，能夠到達第二信息層4的光量減少了。
圖3是一個截面圖，表示具有上述只讀-記錄和重現(xiàn)型信息層的結(jié)構(gòu)(B)的一例光學(xué)信息記錄介質(zhì)的結(jié)構(gòu)。如圖3所示，在厚度為d31的第一基片31的一個表面上形成對應(yīng)信息信號的信息槽38。另外，在第一基片31的一個表面上形成具有預(yù)定透射率、預(yù)定反射率并且厚度為d32的第一信息層32。在厚度為d33的第二基片33的一個表面上形成跟蹤導(dǎo)槽39或是采樣槽。在第二基片33的一個表面上形成由薄膜構(gòu)成的第二信息層34，其厚度為d34，并且其光學(xué)特性在受到光束7照射時發(fā)生變化。在第一信息層32和第二信息層34之間形成一個透明的分隔層35，用于使第一信息層32和第二信息層34定位，使二者彼此相距預(yù)定的距離d35。
第一信息層32相對于光束7具有預(yù)定的透射率，以便使具有預(yù)定強度的光能到達第二信息層34。第二信息層34上受到增強的光束7照射的那一部分的溫度被升高。結(jié)果，第二信息層34的光學(xué)特性就會改變，從而把信息記錄在第二信息層34上。因此，第二信息層34具有的結(jié)構(gòu)能夠同時滿足對光束7的高吸收系數(shù)以及大的光學(xué)變化，從而能有效地重現(xiàn)記錄的信號。
由于第一信息層32是一個只讀信息層，在第一基片31的表面上具有對應(yīng)信息信號的信息槽38。由于第二信息層34是一個記錄和重現(xiàn)型信息層，在第二基片33的表面上具有由凸面和凹面部分構(gòu)成的用于在記錄信息時控制光束位置跟蹤的導(dǎo)槽，或是由成對的凸起和槽構(gòu)成的采樣槽(未示出)，這些凸起和槽朝著對應(yīng)采樣-伺服型跟蹤操作的跟蹤方向被偏移。如果上述基片是一個盤，從光束7入射的位置上看，這些信息槽、導(dǎo)槽或是采樣槽最好是在同一方向上被制成螺旋形。
以下要參照圖4說明具有上述(D)型結(jié)構(gòu)信息層的記錄介質(zhì)，這種結(jié)構(gòu)包括兩個記錄和重現(xiàn)信息層。如圖4所示，厚度為d41的第一基片41的一個表面上設(shè)有跟蹤導(dǎo)槽48或采樣槽。第一基片41的一個表面上具有厚度為d42的第一信息層42，它具有預(yù)定的透射率和反射率，并且其光學(xué)特性在受到光束7照射時會發(fā)生變化。在厚度為d43的第二基片43的一個表面上形成跟蹤導(dǎo)槽49或是采樣槽。在第二基片43的一個表面上形成由薄膜構(gòu)成的厚度為d44的第二信息層44，其光學(xué)特性在受到光束7照射時會發(fā)生變化。在第一信息層42和第二信息層44之間形成一個透明的分隔層45，用于使第一信息層42和第二信息層44定位，使二者彼此相距預(yù)定的距離d45。
另外，在上述情況下，當(dāng)基片表面上的上述結(jié)構(gòu)被用于只讀信息層的信息槽時，這種結(jié)構(gòu)是有效的。特別是可以和導(dǎo)槽或采樣槽一起在基片表面上形成地址槽，，從而能夠用適合上述只讀信息的信息槽的所有方法來管理記錄介質(zhì)。
用于記錄和重現(xiàn)信息的信息層可以采用上述結(jié)構(gòu)(B)中采用的信息層，結(jié)構(gòu)(B)是由只讀信息層以及記錄和重現(xiàn)型信息層構(gòu)成的。在上述情況下，第一信息層42必須具有這樣的特性，它能夠吸收預(yù)定量的光束7，其狀態(tài)可以隨著溫度的上升而變化，可以從反射光的變化中檢測其變化的狀態(tài)，并且允許預(yù)定量的光通過，以便使第二信息層44能記錄和重現(xiàn)信息。另外，第一信息層42必須維持這樣的特性，即在信息的記錄完成之后仍允許光線透射。如上所述的第一信息層42必須被設(shè)計成這樣，即應(yīng)該形成一種可以獲得高質(zhì)量信號的薄膜，并且應(yīng)該能在信息的記錄完成前后達到指定的透射率。
形成第一信息層42的薄膜具有類似于相變材料的可變光學(xué)常數(shù)，根據(jù)反射光的變化來檢測其變化的狀態(tài)。在第一信息層42上已經(jīng)記錄了信息的狀態(tài)下，如果用光束照射第二信息層44，已經(jīng)通過第一信息層42的一部分光就會形成衍射。余下的光束被會聚到第二信息層44上。因此，與提供給只讀信息層的光束強度相比，必須提高光束7的強度。
從重現(xiàn)信號的滿意程度來看，分隔層45的厚度必須大于焦深，并且最好達到焦深的五倍以上。這樣，在光束透過第一信息層42時，包括在光束中的記錄標(biāo)記的數(shù)量在25以上，也就是5的平方。因此可以防止交擾等作用的影響。
在第一信息層42被制成磁光記錄型薄膜的情況下，其磁化的方向是變化的，透射的光不會出現(xiàn)衍射。由于這樣可以不必考慮透射光在信息記錄之前和之后的變化，具有一定的優(yōu)點。然而，為了記錄信息，第一信息層42必須吸收一定量的光。因此，與提供給只讀信息層的光量相比，必須增大光量。
光學(xué)記錄介質(zhì)具有這樣的特性，即只讀型介質(zhì)與記錄和重現(xiàn)型介質(zhì)可以彼此共存。另外還可以制成一種所謂局部ROM盤，即在同一介質(zhì)面上具有形成在內(nèi)部的只讀區(qū)域和形成在其外部的記錄和重現(xiàn)區(qū)域。
以下要說明一種具有四個信息層的記錄介質(zhì)，它是對表面上具有凸面和凹面部分并且被粘接在一起的兩個基片構(gòu)成的記錄介質(zhì)的改進。以下參照圖5說明這種記錄介質(zhì)。
如圖5所示，在第一基片58的一個表面上形成對應(yīng)信息信號的信息槽或是用于光束跟蹤控制的導(dǎo)槽或是采樣槽。另外，在第一基片58的一個表面上形成具有預(yù)定反射率的第一信息層59，用于透射入射到第一基片58上的一部分光束7。在第二基片60的一個表面上形成對應(yīng)信息信號的信息槽或是用于光束跟蹤控制的導(dǎo)槽或是采樣槽。在第二基片60的一個表面上形成第二信息層61，其反射率大于第一信息層59。第一信息層59和第二信息層61被彼此相對地定位。在第一信息層59和第二信息層61之間形成至少一個第一分隔層62。在與第一基片58具有相同厚度的第三基片63的一個表面上形成對應(yīng)信息信號的信息槽或是用于光束跟蹤控制的導(dǎo)槽或是采樣槽。在第三基片63的一個表面上形成具有預(yù)定反射率的第三信息層64，用于透射入射到第三基片63上的一部分光束。在與第二基片60具有相同厚度的第四基片65的一個表面上形成對應(yīng)信息信號的信息槽或是用于光束跟蹤控制的導(dǎo)槽或是采樣槽。另外，在第四基片65的一個表面上形成第四信息層66，其反射率大于第三信息層64。第三信息層64和第四信息層66被彼此相對地定位。在第三信息層64和第四信息層66之間按照至少一層的形式形成透明的第二分隔層67，第二分隔層67的厚度與第一分隔層62的厚度相同。使第二基片60和第四基片65彼此相對。在第二基片60和第四基片65之間形成一個粘接層68。
由于上述結(jié)構(gòu)的記錄介質(zhì)相對于粘接層68具有垂直對稱的結(jié)構(gòu)，可以肯定地說，即使出現(xiàn)環(huán)境溫度之類的變化，上述結(jié)構(gòu)仍是穩(wěn)定的。
以下要說明具有多個信息層的記錄介質(zhì)的制造方法和裝置。
在兩個信息層上各自執(zhí)行重現(xiàn)時，如果兩個信息層之間的間隔太短，由另一個信息層反射的光或是已經(jīng)透過該層的光就會產(chǎn)生交擾，因此會出現(xiàn)重現(xiàn)信號幅值變化的影響，或是出現(xiàn)伺服信號的畸變。如果兩個信息層之間的間隔太長，在某一信息層的光束會聚點中就會產(chǎn)生象差。為了防止上述的影響，兩個信息層之間的間隔必須是恒定的。為此需要有一個厚度非常精確的分隔層。另外，兩個信息層必須按這樣的方式被粘接在一起，使信息槽或采樣槽或是導(dǎo)槽的中心位置彼此吻合。請注意，以上的說明僅是針對盤形的記錄介質(zhì)，并且是在記錄介質(zhì)被轉(zhuǎn)動時記錄信息。對于具有兩個信息層的記錄介質(zhì)來說，必須執(zhí)行跟蹤控制，同時要考慮到具有一個信息層的記錄介質(zhì)所允許的偏心度，以及由于兩個信息層之間中心位置的偏差造成的第二偏心度。本發(fā)明的意圖是防止第二偏心度，以便對上述類型的記錄介質(zhì)執(zhí)行的跟蹤伺服進行補償。
考慮到上述問題，以下要說明一種制造兩個基片的方法。值得注意的是，第一基片是用慣用的方法形成的。也就是說，第一基片是在母盤制作工序中通過母盤制作步驟并且在一個模具中執(zhí)行注塑成型而獲得的。第二基片可以用制作第一基片的相同方法制作，或是采用這樣的方法，即再次按順序重復(fù)母盤制作工序，從而形成具有反向信息槽的第二母盤。注塑成型工序可以按照制作第一母盤時采用的相同工序來執(zhí)行。用于本實施例的注塑成型機具有包括螺旋或同心信息槽和導(dǎo)槽的母盤，其中心與用于形成第一和第二基片中心開口的中心開口成形機的中心精確地吻合。使用這種注塑成型機可以獲得第一和第二基片，基片中心開口的中心以及信息槽或?qū)Р鄄粫忻黠@的偏差。
以下要說明用具有預(yù)定厚度的分隔層粘接第一和第二基片的一種粘接裝置。圖6是這種粘接裝置的示意性截面圖。如圖6所示，粘接裝置包括用于支撐第二基片3的上部支撐部件61；包括一個光源81的下部支撐部件62，用于支撐第一基片1，并且使分隔層固化；用于提升上部支撐部件61的提升部件63；一個樹脂供應(yīng)噴嘴64，用于向第一基片1提供形成分隔層的樹脂材料80；以及一個用于支撐整個系統(tǒng)的基座65。
上部支撐部件61包括與第二基片3的平面相接觸的基片支撐部件66a，用于固定第二基片3；一個上基座部件66b，用于在基片支撐部件66a與提升部件63之間構(gòu)成連接；從基片支撐部件66a的中心部位向下突出的上軸84，在其前端具有用于校正下部支撐部件62定位關(guān)系的錐形槽；以及具有一個錐部的第一內(nèi)部導(dǎo)向部件68，用于調(diào)節(jié)第二基片3的位置。在上軸84周圍設(shè)有彈簧69，它用預(yù)定力下壓第一內(nèi)部導(dǎo)向部件68。在基片支撐部件66a與第二基片3相接觸的部位形成吸氣口71，采用真空作用來固定第二基片3，空氣通過形成在基片支撐部件66a內(nèi)部的排氣口70排放到外部的一個泵。
另一方面，下部支撐部件62包括用于支撐第一基片1的基座支撐部件72；一個光源箱73，用于把基座支撐部件72固定在基座65上，并且容納光源81；一個下軸部件74，在其前端有一個面對上軸84的槽的錐形突起；以及第二內(nèi)部導(dǎo)向部件75，利用其錐形部位來調(diào)節(jié)第一基片1的位置。在下軸部件74周圍設(shè)有彈簧46，它用預(yù)定力上壓第二內(nèi)部導(dǎo)向部件75。
光源81使樹脂材料80固化，以便形成分隔層，它被設(shè)置在光源箱73的底部并且緊靠在基座支撐部件72下面。因此，基座支撐部件72是用允許光源81發(fā)射的光通過的材料制成的，例如玻璃或樹脂。另外，基座支撐部件72與第一基片1接觸的那部分具有一個吸氣口78，用于通過真空吸氣來固定第一基片1，從而使空氣通過設(shè)在光源箱73中的排氣口77被排放到外部的一個泵。在從第一基片1朝向上方并且面對著基片支撐部件66a的那部分光源箱73中設(shè)有一個墊片79，用于保持分隔層的厚度d5。
樹脂供應(yīng)噴嘴64通過其前端排出由一個外部樹脂容器罐提供的樹脂材料80，從而把樹脂材料80噴到第一基片1的上表面上。樹脂供應(yīng)噴嘴64的前端在一個圓周上運動，圓周的半徑大約是相對于第一基片1中心軸的第一基片1半徑的2/3。在停止向第一基片1的上表面提供樹脂材料80時，就從下部支撐部件62上方的區(qū)域移開樹脂供應(yīng)噴嘴64。
圖7所示的結(jié)構(gòu)表示本實施例中用于獲得預(yù)定厚度分隔層的裝置。圖7是一個局部截面圖，表示圖6中所示的粘接裝置的狀態(tài)，其中的上部支撐部件61已經(jīng)被向下移動，并且第一基片1和第二基片3已經(jīng)被分隔層5粘接在一起了。為了獲得厚度為d5的分隔層5，挨著第一和第二基片1和3的外端設(shè)有一個厚度為d79的墊片。墊片79的厚度d79必須滿足以下的公式d79＝d1+d3+d5(7)其中的d1是第一基片1的厚度，而d3是第二基片3的厚度。
為了在第一和第二基片1和3的內(nèi)部提供厚度為d5的分隔層5，上軸84和下軸部件74的長度d67和d74必須滿足以下的公式，假設(shè)基片支撐部件66a的厚度是d65，而光源箱73的厚度是d73d67+d74＝d65+d73+d1+d3+d5 (8)通過改進各個部件的精度，就可以獲得從內(nèi)部到外部沒有厚度不均勻現(xiàn)象的分隔層5。
參見圖6和8說明用于執(zhí)行粘接操作的結(jié)構(gòu)，通過這種操作可以防止第一和第二信息層之間產(chǎn)生偏心度。上部支撐部件61和下部支撐部件62的中心通過上軸84的槽中的錐部82和下軸74的槽中的錐部83來調(diào)節(jié)。當(dāng)上部支撐部件61已經(jīng)被提升部件63向下移動時，上軸84的槽中的錐部82和下軸74的槽中的錐部83可以校正上部支撐部件61和下部支撐部件62的中心。當(dāng)兩個軸67和74的水平平面部位在最低位置處彼此形成接觸時，上部支撐部件61和下部支撐部件62的中心偏差量級處在幾μm之內(nèi)，這是由兩個軸67和74的機械精度來確定的。
為了在第一和第二基片1和3之間以及上軸84和下軸部件74之間保持恒定的位置關(guān)系，設(shè)置了第一和第二內(nèi)部導(dǎo)向部件68和75，它們接觸到兩個軸84和74的柱體部位，并且與軸84和74具有同一個中心軸線。第一和第二內(nèi)部導(dǎo)向部件68和75被制成錐形，其各自前端的直徑D68和D75分別小于基片3和1中的開口的直徑D3和D1，并且其另一端的直徑D69和D76分別大于基片3和1的直徑D3和D1。第一和第二內(nèi)部導(dǎo)向部件68和75各自可以在上軸84和下軸部件74的垂直方向上移動。彈簧69和76設(shè)在兩個軸84和74周圍，把第二基片3向下壓，并把第一基片1向上推。如上所述，利用注塑成型機形成精確定位的具有直徑D3和D1的第一和第二基片1和3的中心開口。第一和第二基片1和3的中心開口被接收在第一和第二內(nèi)部導(dǎo)向部件68和75的錐部中。通過設(shè)在基片支撐部件66a和72中的吸氣口71和78吸住基片1和3。在第一和第二內(nèi)部導(dǎo)向部件68和75的錐部與基片1和3的中心開口相接觸的狀態(tài)下，基片1和3被固定在基片支撐部件66a和72的表面上。結(jié)果，第二基片3的信息層的中心軸線與上部支撐部件61的中心軸線彼此吻合，其精度基本上就是機械精度。同樣，第一基片1的信息層的中心軸線與下部支撐部件62的中心軸線基本上按照機械精度彼此吻合。如果在上述狀態(tài)下向下移動上部支撐部件61，上軸84的槽中的錐部82和下軸74槽中的錐部83就會使第一基片1的信息層的中心軸線與第二基片3的信息層的中心軸線彼此吻合。
利用具有上述結(jié)構(gòu)的粘接裝置可以獲得這樣一種記錄介質(zhì)，在其中可以防止形成在兩個信息層表面上的信息槽、采樣槽或是導(dǎo)槽的圓弧出現(xiàn)偏差。
以下參照圖9中的流程說明采用圖6所示的粘接裝置制作具有兩個信息層的光學(xué)信息記錄介質(zhì)的方法。
最初，如圖9(a)所示，利用濺射或是蒸涂法在第一基片1上形成允許一部分光束透射并且具有預(yù)定反射率的第一信息層2，在第一基片1的表面上具有對應(yīng)信息信號的信息槽或是用于光束跟蹤控制的導(dǎo)槽，或是具有采樣槽。如圖9(b)所示，在第二基片3上用濺射或是蒸涂法形成反射率大于第一信息層2的第二信息層4，在第二基片3的表面上具有對應(yīng)信息信號的信息槽或是用于光束跟蹤控制的導(dǎo)槽，或是具有采樣槽，并且其厚度與第一基片1基本相同。然后把第一基片1固定在基座支撐部件72上。隨后，如圖9(c)所示，用樹脂供應(yīng)噴嘴64向第一信息層2的上表面提供光刻膠樹脂材料80。再把第二基片3置于基座支撐部件66a上，然后操作提升部件63，使上部支撐部件61向下移動，接觸到墊片79。然后用分隔層5把第二基片3和第一基片1按照一定間隔粘接在一起，該間隔就是分隔層5的厚度d5(參見圖9(d))。然后如圖9(e)所示，用光源81發(fā)射的光束73照射第一基片1的外表面，使樹脂材料80固化，就形成了分隔層5。這樣就獲得了具有兩個信息層2和4的記錄介質(zhì)。
采用上述方法，不需要清除母盤的工序就能獲得具有雙層結(jié)構(gòu)的記錄介質(zhì)，在表面上預(yù)先形成信息槽的基片可以直接被粘接在一起。這樣就能改善制作的成品率。
盡管在上述結(jié)構(gòu)中是在第一信息層2的上表面上提供樹脂材料80，也可以在第二信息層4的上表面上提供樹脂材料80。
以下參照圖10中的流程說明采用圖6所示的粘接裝置制作具有四個信息層的光學(xué)信息記錄介質(zhì)的方法。
首先，如圖10(a)所示，利用濺射或是蒸涂法在第一基片58上形成允許透射一部分光束并且具有預(yù)定反射率的第一信息層59，在第一基片58的表面上具有對應(yīng)信息信號的信息槽或是用于光束跟蹤控制的導(dǎo)槽，或是具有采樣槽。
如圖10(b)所示，在第二基片60上形成反射率大于第一信息層59的第二信息層61，在第二基片60的表面上具有對應(yīng)信息信號的信息槽或是用于光束跟蹤控制的導(dǎo)槽，或是具有采樣槽，并且其厚度與第一基片1基本相同。
然后把第一基片58固定在基座支撐部件72上。隨后，如圖10(c)所示，用樹脂供應(yīng)噴嘴64向第一信息層59的上表面提供光刻膠樹脂材料80。再把第二基片60置于粘接裝置的基座支撐部件66a上，然后操作提升部件63，使上部支撐部件61向下移動，接觸到墊片79。然后用分隔層62把第二基片60和第一基片58按照一定間隔粘接在一起，該間隔就是分隔層62的厚度d62。然后用光源81發(fā)射的光束102照射第一基片58的外表面，使樹脂材料80固化，就形成了分隔層62(參見圖10(d))。這樣就獲得了第一記錄介質(zhì)101，在其一側(cè)具有兩個信息層。
上述方法與圖9中的不同之處在于，在其中是把具有相同厚度的第一和第二基片1和3粘接在一起，但是在本實施例中沒有限制與第一基片58粘接的第二基片60的厚度。在上述情況下，必須改變墊片79的厚度和上下軸84和74的長度。
按照與圖10(a)到10(d)類似的(參見圖10(e)到10(h))過程，把第三基片63和第四基片65粘接在一起就獲得了表面上具有兩個信息層的第二介質(zhì)103。參見圖10(e)到10(h)，標(biāo)號64代表第三信息層，66代表第四信息層，67代表第二分隔層，而104代表從光源81發(fā)射的光束。在上述情況下，最好使第一基片58與第三基片63的厚度基本上相同。另外，最好使第二基片60與第四基片65的厚度基本上相同。形成第二和第四基片60和65的方法可以與形成第一和第三基片58和63時采用的方法不同。為了維持作為記錄介質(zhì)的薄基片，可以采用例如光聚合法使基片變薄。
然后，采用類似于圖6所示的粘接裝置把表面上形成兩層的第一介質(zhì)101和表面上形成兩層的第二介質(zhì)103粘接在一起。最初，如圖10(i)所示，把光刻膠樹脂涂在表面上形成兩層的第一介質(zhì)101的第二基片60的上表面上。然后，如圖10(j)所示，把第二基片60和第四基片65粘接在一起，再用光源81發(fā)射的光束106照射第一基片58的外表面，從而使樹脂材料105固化，形成粘接層68。如圖10(j)所示，必須改變墊片79的長度和上下軸84和74的長度，使其對應(yīng)記錄介質(zhì)的整體長度、第一和第二分隔層62和67的長度以及第一到第四信息層59，61，64和66的長度。在執(zhí)行圖10(j)所示的曝光程序時，從光源81發(fā)射的光束106透過第一和第二信息層59和61之后照射在樹脂材料105上。因此，與例如圖9(e)，圖10(d)或10(h)所示的曝光程序相比，光束106的量需要增大。
在把表面上各自具有兩層的第一和第二記錄介質(zhì)101和103粘接在一起時，使用的樹脂材料105可以采用吸收光束的樹脂。也可以使用除光刻膠樹脂之外的其他樹脂。例如可以采用一種熱固化樹脂，熱熔粘接劑或是其他的粘接劑。因此，在圖10(j)所示的工序中可以省略光束的照射。
在采用上述方法時，不需要清除母盤的工序。只要按順序把表面上包括預(yù)先形成的信息槽的各個基片粘接在一起，就可以獲得具有四層結(jié)構(gòu)的記錄介質(zhì)，這樣就能提高制作的成品率。把為獲得具有雙層結(jié)構(gòu)的記錄介質(zhì)所需的粘接工序重復(fù)執(zhí)行三次，就可以獲得具有四層結(jié)構(gòu)的記錄介質(zhì)。也就是說，使用基本上相同的制造設(shè)備就可以制成具有四層結(jié)構(gòu)的記錄介質(zhì)。這樣就可以采用與獲得雙層結(jié)構(gòu)記錄介質(zhì)時所需的類似方法。
以下要參照圖11說明一種記錄和重現(xiàn)裝置，用于在按照上述方法制造的本發(fā)明的光學(xué)信息記錄介質(zhì)上記錄和重現(xiàn)信息。如圖11所示，本實施例的記錄和重現(xiàn)裝置包括一個光盤111，這是一個具有多個信息層的光學(xué)信息記錄介質(zhì)；一個用于轉(zhuǎn)動光盤的主軸電機112；用于會聚光束的光學(xué)傳感器部件113，例如光源121發(fā)射的一種激光束；以及用于控制主軸電機112和光學(xué)傳感器部件113的五個電路系統(tǒng)。第一電路系統(tǒng)是一個光調(diào)制系統(tǒng)114，用于操作光學(xué)傳感部件113的光源121。第二電路系統(tǒng)是用于控制光束操作的控制系統(tǒng)115，使光學(xué)傳感器部件113發(fā)射的光束會聚在光盤111上，并且用于跟蹤，使光束跟隨信息槽或是導(dǎo)槽。第三電路系統(tǒng)是一個信號重現(xiàn)系統(tǒng)116，用于讀出形成在光盤111上的信息信號。上述三種電路系統(tǒng)中至少有一個具有兩種以上的狀態(tài)設(shè)定功能，以便為各個信息層設(shè)定一個最佳狀態(tài)。第四電路系統(tǒng)是層選擇系統(tǒng)117，用于按照需要檢測的光束所在的信息層轉(zhuǎn)換三個電路系統(tǒng)的狀態(tài)。第五電路系統(tǒng)是一個系統(tǒng)控制系統(tǒng)118，用于控制四個電路系統(tǒng)的定時。
本發(fā)明具有這樣的結(jié)構(gòu)，采用層選擇系統(tǒng)117重現(xiàn)記錄的信息，選擇上述電路系統(tǒng)的最佳狀態(tài)，并且允許在多個信息層上記錄信息，同時還要防止在從多個信息層上重現(xiàn)的信息中出錯。
在從光盤111上重現(xiàn)信息信號時，由系統(tǒng)控制系統(tǒng)118控制用于轉(zhuǎn)動主軸電機112的轉(zhuǎn)動控制部件119，從而使光盤111按照恒定的速度轉(zhuǎn)動。代表重現(xiàn)狀態(tài)的一個控制信號被提供給激光器驅(qū)動部件120，從而按以下的方式控制流向光源121的電流，即按照系統(tǒng)控制系統(tǒng)118的指令把光學(xué)傳感器部件113發(fā)射的光束強度設(shè)定為用于重現(xiàn)的功率值。從光源121發(fā)射的光束穿過設(shè)在后部的光學(xué)傳感器部件113的光學(xué)系統(tǒng)和一個物鏡122，使光束成為會聚的光束，用來照射光盤111。
由光盤111反射的光束再次穿過物鏡122和光學(xué)傳感器部件113的光學(xué)系統(tǒng)，從而入射到光電檢測器123上，這一光電檢測器具有被分成幾部分的一個光接收面。光電檢測器123對入射的光束執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換，向信息重現(xiàn)系統(tǒng)116發(fā)送一個信號，其電壓對應(yīng)各個光接收面上的光量的變化。從光電檢測器123發(fā)送的信號被前置放大器124放大，用信號中的低頻分量控制光束的位置。
一個聚焦控制部件126利用從光電檢測器123的各個光接收面上發(fā)送的一部分信號獲得聚焦誤差信號，并且使用聚焦誤差信號操作一個音頻線圈125。這樣就能控制物鏡122，使其在相對于光盤111表面的垂直方向上稍稍移動，使光束會聚在光盤111的信息層表面上。系統(tǒng)控制系統(tǒng)118向?qū)舆x擇系統(tǒng)117發(fā)送一個層選擇信號，用于響應(yīng)控制信號S03指定一個需要聚焦的信息層。層選擇系統(tǒng)117按照該信息層來切換光調(diào)制系統(tǒng)114、控制系統(tǒng)115以及信號重現(xiàn)系統(tǒng)116的操作。這樣就能重現(xiàn)出記錄在光盤111的任一信息層中的信號。
一個層識別部件132從來自一個二進制編碼部件130的一個信號中解調(diào)出層識別信號，從而識別出聚焦的信息層。如果被聚焦的信息層不是目標(biāo)信息層，一個聚焦跳躍電路133就在信息層中間接順序移動聚焦位置。聚焦跳躍電路133把一個脈沖電壓疊加在聚焦控制部件126的輸出信號上，用于在相對于光盤111的垂直方向上瞬時移動音頻線圈125。這樣就能使光束會聚在目標(biāo)信息層上。
一個跟蹤控制部件127按照以下方式根據(jù)光電檢測器123的其他輸出信號的組合獲得一個跟蹤控制信號，使光束跟隨信息槽或?qū)Р?，并且在光盤111的半徑方向上稍稍移動音頻線圈125。在重現(xiàn)只讀型的信息層時，用一個極性翻轉(zhuǎn)器128按照層選擇系統(tǒng)117發(fā)出的指令信號在信息層中間切換跟蹤極性，以便采用相差法或三束法按既定方式執(zhí)行跟蹤，用光束重現(xiàn)信息層上的信息槽。在重現(xiàn)記錄和重現(xiàn)型的信息層時，用極性翻轉(zhuǎn)器128按照層選擇系統(tǒng)117發(fā)出的指令在信息層中間切換跟蹤極性或跟蹤方法。這樣，如果信息層上具有導(dǎo)槽，就可以用推拉跟蹤法重現(xiàn)記錄和重現(xiàn)型信息層上的信息槽，或是在信息層是由不均勻的槽構(gòu)成的情況下用采樣伺服法重現(xiàn)信息槽。通過根據(jù)信息層的類型切換跟蹤方式，兩種信息層上的記錄密度都可以提高。
一個跟蹤跳躍電路129把脈沖電壓疊加在跟蹤控制部件127的輸出信號上，用于在光盤111的半徑方向上瞬時移動音頻線圈125。這樣就能使光束移動到目標(biāo)軌跡的表面上。
根據(jù)跟蹤控制部件127的輸出信號，極性翻轉(zhuǎn)器128按照形成在信息層上的信息槽的方向翻轉(zhuǎn)其極性，并且根據(jù)光束是跟隨導(dǎo)槽的臺或是槽來翻轉(zhuǎn)其極性。
如果記錄介質(zhì)是用圖2(a)所示的同一種母盤制作工序制造的第一和第二基片1和3制成的，如果從光束7入射的位置上看，槽的方向在第一和第二信息層2和4之間就是相反的。如果使用上述的雙層介質(zhì)，就使用聚焦跳躍電路133在第一和第二信息層2和4之間移動聚焦位置。同樣，用極性翻轉(zhuǎn)器128在第一和第二信息層2和4之間切換跟蹤極性。這樣就能在瞬間把光束移動到目標(biāo)信息層的信息槽上。因此，在重現(xiàn)信息時，用上述方法可以縮短在信息層之間尋找入口所需要的時間。
信號重現(xiàn)系統(tǒng)116的二進制編碼部件130使用前置放大器124提供的信號中的高頻分量來比較上述信號的電平和一個參考電平，從而把信號轉(zhuǎn)換成二進制編碼信號。然后由一個解碼器131按照預(yù)定的信號格式對二進制編碼信號解碼。這樣就能從形成在光盤111上的記錄標(biāo)記解調(diào)出信息信號。然后按照系統(tǒng)控制系統(tǒng)118發(fā)出的指令把解調(diào)的信息S02傳送到一個外部設(shè)備。
在必要時，用于重現(xiàn)或記錄形成在光盤111上特定區(qū)域的信息層的狀態(tài)可以由層識別部件132來解調(diào)。層識別部件132還具有對信息層等等的形狀解調(diào)的功能，并且能識別出信息層。最好是在制作記錄介質(zhì)的工序中記錄上述信息。信息的內(nèi)容包括識別信息，用于識別只讀信息層還是記錄和重現(xiàn)信息層，或是用于校正信息層特性之間的差別的信息。也就是說，這些內(nèi)容是關(guān)于用光照射各個信息層的最佳狀態(tài)信息，執(zhí)行聚焦控制或跟蹤控制的最佳狀態(tài)信息，以及對重現(xiàn)信號解調(diào)的時間的最佳狀態(tài)信息。
如果信息是記錄在多個信息層上的，最初，系統(tǒng)控制系統(tǒng)118指示光調(diào)制系統(tǒng)114在預(yù)定的時間接收由需要記錄的信息構(gòu)成的記錄信息S01。光調(diào)制系統(tǒng)114先用編碼器134把記錄信號轉(zhuǎn)換成具有預(yù)定格式的記錄信號，然后使激光器驅(qū)動部件120按照波形設(shè)定器135的狀態(tài)調(diào)制從光源121發(fā)射的光的強度，波形設(shè)定器135對一個脈沖分頻，或是設(shè)定一個變化的強度。具有調(diào)制強度的光被光盤111上的記錄層吸收。這樣就能在光盤111的記錄層上形成重現(xiàn)標(biāo)記，從而完成信息的記錄。
注意波形設(shè)定器135具有在各個信息層上執(zhí)行記錄的最佳記錄圖形，并且與層選擇系統(tǒng)117的輸出同步地改變其輸出。激光器驅(qū)動部件120按照對應(yīng)各個信息層的調(diào)制波形來調(diào)制從光源121發(fā)射的光的強度。
利用上述結(jié)構(gòu)可以在最佳狀態(tài)下從多個信息層上重現(xiàn)信息信號。另外，可以在最佳狀態(tài)下在多個信息層上記錄信息信號，并且可以重現(xiàn)記錄的信息。
以下要說明記錄和重現(xiàn)裝置各個部件的具體工作方式。
圖12表示光學(xué)傳感器部件的結(jié)構(gòu)。在本實施例中，聚焦方式采用刀口方法，而跟蹤方式采用推拉方法。
如圖12所示，從光源121發(fā)射的光通過一個平行透鏡140形成平行的光束，然后被一個分束器141反射。反射的光束通過一個λ/4板142和物鏡122，使光束照射在光盤111上。被光盤111反射的光通過物鏡122、λ/4板142和分束器141，并且再通過一個透鏡143，然后，一部分光束被反射并且入射到用于執(zhí)行跟蹤操作的具有多個光接收面的光電檢測器145上。光電檢測器145的各個光接收面的輸出被前置放大器124放大，從而根據(jù)差信號獲得跟蹤誤差信號。
另一方面，沒有被反射鏡144反射的光入射到用于執(zhí)行聚焦操作的具有多個光接收面的光電檢測器146上。光電檢測器146的各個光接收面的輸出被前置放大器124放大，從而根據(jù)差信號獲得聚焦誤差信號。參見圖12，標(biāo)號113代表光學(xué)傳感器，120代表激光器驅(qū)動部件。
圖13表示聚焦控制部件的一部分，用于按照光電檢測器的輸出執(zhí)行聚焦控制。盡管在慣用的刀口方法中是采用具有分成兩部分的光接收面的光電檢測器，但是，如圖13所示，本實施例的光電檢測器146具有至少分成四部分的光接收面。這樣做的理由是，如果采用具有分成兩部分的光接收面的光電檢測器，在從目標(biāo)信息層獲得伺服信號的操作中就會遇到伺服信號畸變的問題，這是因為由其他信息層反射的一部分光會入射到光電檢測器上。盡管縮小光電檢測器的光接收面的面積可以防止伺服信號發(fā)生畸變，但是會出現(xiàn)另一個問題，那就是聚焦的范圍非常有限。
因此，本實施例的結(jié)構(gòu)是把光電檢測器146的光接收面分成至少四部分。另外還采用了這樣的方法，即在聚焦階段和伺服操作階段之間切換聚焦檢測范圍。如圖13所示，光電檢測器146的光接收面分成光接收面146a，146b，146c和146d。各個光接收面146a，146b，146c和146d的輸出分別被放大器147a，147b，147c和147d放大，由差分放大器148和149獲得兩種聚焦誤差信號148s和149s。然后由切換裝置150選擇聚焦誤差信號148s和149s之一。選定的聚焦誤差信號148s(或149s)通過聚焦操作電路151和聚焦跳躍電路(見圖11)，然后操作光電傳感器部件113(見圖11)。
以下參照圖14說明兩種情況下的聚焦誤差信號，一種情況是把用于聚焦操作的光電檢測器分成兩部分，另一種情況是把光電檢測器分成四部分。橫軸代表聚焦定向位置，在其中用L1和L2標(biāo)出了兩個信息層的位置。圖14(a)表示光接收面被分成兩部分并且光接收面較大時的情況。圖14(b)表示光接收面被分成兩部分并且光接收面較小時的情況。圖14(c)表示光接收面被分成四部分并且采用外部光接收面146a和146d的情況。圖14(d)表示光接收面被分成四部分并且采用內(nèi)部光接收面146b和146c的情況。在圖14(a)所示的光接收面被分成兩部分并且采用具有較大光接收面的光電檢測器151的情況下，如果焦點處在來自一個信息層的聚焦光束F1附近，來自另一信息層的反射光束F2就會入射到該光接收面上。這樣就會使聚焦誤差信號發(fā)生畸變，并且會出現(xiàn)焦點定位誤差dF。在圖14(b)所示的光接收面被分成兩部分并且采用具有較小光接收面面積的光電檢測器152的情況下，可以避免從另一信息層上接收到泄漏的光束。另外，在對應(yīng)信息層位置L1和L2的位置上會出現(xiàn)S形的曲線兩個聚焦誤差信號，這樣就可以執(zhí)行伺服操作。然而，實際的聚焦拉入范圍M2比圖14(a)所示的光接收面具有較大面積的情況下的拉入范圍M1要小。因此，如果記錄介質(zhì)出現(xiàn)彎曲或是在其表面上存在不規(guī)則現(xiàn)象，操作就會變得不穩(wěn)定了。
為了解決上述問題，本實施例采用了把光接收面分成四部分的光電檢測器146。光接收面是這樣形成的，來自某一信息層的反射光束F1基本上位于光接收面146a和146b分界線的中心位置，而來自另一信息層的反射光束F2基本上位于光接收面146c和146d分界線的中心位置。如果在光接收面上反射光束F1和F2的中心之間的距離是Lf，并且反射光束F1和F2在光接收面上的各個光點的尺寸是Ld，就把外側(cè)光接收面146a和146d的寬度146w設(shè)定為大于Lf并小于Lf+Ld。圖14(c)表示在把光接收面分成四部分，并且使用外側(cè)光接收面146a和146b的情況下的聚焦誤差信號。由于光接收面離開了來自兩個信息層的反射光束F1和F2，就會出現(xiàn)S形曲線，類似于一個信息層時出現(xiàn)的情況。如果響應(yīng)上述信號執(zhí)行伺服操作，聚焦位置就被定位在一個信息層的位置L1與另一信息層的位置L2之間。在上述情況下，可以獲得大范圍M3，只要在該范圍內(nèi)可以找到聚焦信號。圖14(d)表示在把光接收面分成四部分，并且使用內(nèi)側(cè)光接收面146b和146c的情況下的聚焦誤差信號。聚焦誤差信號類似于圖14(b)中所示的把光接收面分成兩部分，并且光接收面面積較小的情況。
按照本實施例的具有分成四部分的光接收面的光電檢測器146可以實現(xiàn)大的聚焦拉入范圍，并且通過切換圖14(c)和14(d)所示的聚焦誤差信號可以相對于兩個信息層實現(xiàn)穩(wěn)定的聚焦。
在焦點被拉入時，切換裝置150選擇來自外側(cè)光接收面146a和146d的一個差分信號149s，從而使聚焦操作電路開始執(zhí)行聚焦操作。在這種狀態(tài)下，聚焦點位于兩個信息層之間。
當(dāng)聚焦操作電路151確認(rèn)已經(jīng)完成了拉入聚焦的操作時，聚焦操作電路151就向切換裝置150發(fā)送一個聚焦操作完成信號151s。響應(yīng)于聚焦操作完成信號151s切換裝置150選擇差分信號148s，它是光電檢測器146的任一內(nèi)側(cè)光接收面146b和146c的輸出信號，從而對任一信息層執(zhí)行聚焦。然后在預(yù)定范圍內(nèi)執(zhí)行跟蹤操作，以便確定目標(biāo)信息層是否已受到聚焦。如果一個信息層看起來尚未受到聚焦，聚焦跳躍電路133就把聚焦位置移到目標(biāo)信息層上。在上述過程中，切換裝置150不執(zhí)行切換操作。
盡管以上的說明是針對采用刀口方法作為聚焦方法的結(jié)構(gòu)而言的，聚焦的方法并不僅限于此。例如，也可以采用散光方法。如果采用散光方法，就在圖12所示的反射鏡144的位置上設(shè)置一個筒形物鏡，并且把如圖15所示的具有分成八部分的光接收面的一個光電檢測器154設(shè)置在光電檢測器146附近。在采用散光方法的情況下，在光電檢測器146附近的光接收面154a，154b，154c和154d的輸出的使用方式與采用刀口方法時類似。在聚焦拉入操作完成之后，使用來自光電檢測器146中心部位中的光接收面154e，154f，154g和154h的輸出，從而獲得聚焦誤差信號。
利用上述結(jié)構(gòu)，可以穩(wěn)定地執(zhí)行對各個信息層的伺服操作，同時維持與慣用結(jié)構(gòu)所獲得的聚焦拉入性能相似的性能。
具有多個信息層的記錄介質(zhì)的質(zhì)量取決于信息槽或?qū)Р坌螤畹牟灰?guī)則性。記錄和重現(xiàn)裝置的質(zhì)量取決于光束強度分布的畸變或是光電檢測器等部件靈敏度的分布。因此，在執(zhí)行伺服操作時，由于信息層之間的干擾或是分隔層厚度的變化，在聚焦誤差信號或跟蹤誤差信號中會產(chǎn)生誤差電壓。
為了校正聚焦控制信號或跟蹤控制信號中的誤差，在設(shè)定層選擇系統(tǒng)117(見圖11)時同步地對聚焦控制部件和跟蹤控制部件進行補償調(diào)節(jié)。例如為聚焦控制信號增加一個精密補償，從而校正在層間產(chǎn)生的跟蹤偏差。這樣就能在各個信息層中實現(xiàn)最佳的光束會聚狀態(tài)。
圖16表示聚焦控制部件的細(xì)節(jié)。如圖16中所示，由聚焦誤差檢測電路160根據(jù)來自前置放大器124(見圖12)并且與聚焦控制有關(guān)的一個信號產(chǎn)生一個聚焦誤差信號160s。這樣，聚焦操作電路162可以通過偏移補償電路161獲得一個聚焦控制信號126s。聚焦控制信號126s被傳送到光學(xué)傳感器部件113(見圖11)，從而操作音頻線圈125(見圖11)，并且執(zhí)行聚焦控制。
偏移補償電路161的結(jié)構(gòu)可以根據(jù)外部提供的信號設(shè)定多個偏移電平。用于設(shè)定提供給偏移補償電路161的偏移量的偏移設(shè)定裝置包括一個偏移設(shè)定裝置163，用于在第一信息層2的聚焦操作結(jié)束時設(shè)定一個偏移量；以及一個偏移設(shè)定裝置164，用于在第二信息層4的聚焦操作結(jié)束時設(shè)定一個偏移量。一個偏移選擇器165響應(yīng)層選擇系統(tǒng)117(見圖11)的輸出117s，發(fā)送偏移設(shè)定裝置163或是偏移設(shè)定裝置164之一的偏移量。
另一方面，聚焦操作電路162接收由偏移補償電路161發(fā)送的信號161s，并且發(fā)送一個聚焦控制信號126s，使信號161s變?yōu)榱悖瑥亩僮饕纛l線圈125。在執(zhí)行聚焦操作時用于設(shè)定電路增益的增益設(shè)定裝置包括一個增益設(shè)定裝置166，用于設(shè)定針對第一信息層2的增益；以及一個增益設(shè)定裝置167，用于設(shè)定針對第二信息層4的增益。一個增益選擇裝置168響應(yīng)層選擇系統(tǒng)117的輸出117s，發(fā)送來自增益設(shè)定裝置166或是增益設(shè)定裝置167的一個信號。利用上述結(jié)構(gòu)可以相對于兩個信息層設(shè)定最佳的聚焦?fàn)顟B(tài)。
在跟蹤控制方面，如果在信息層之間設(shè)定最佳狀態(tài)，就可以更滿意地執(zhí)行重現(xiàn)或是記錄和重現(xiàn)操作。圖17表示跟蹤控制部件的細(xì)節(jié)。如圖17所示，由跟蹤誤差檢測電路170根據(jù)來自前置放大器124的輸出信號124s中涉及跟蹤控制的一個信號獲得一個跟蹤誤差信號170s。跟蹤操作電路172可以通過偏移補償電路171獲得一個跟蹤控制信號127s。跟蹤控制信號127s通過極性翻轉(zhuǎn)器128(見圖11)被傳送到光學(xué)傳感器部件113。從而操作音頻線圈125執(zhí)行跟蹤控制。
偏移補償電路171的結(jié)構(gòu)可以根據(jù)外部提供的信號設(shè)定多個偏移電平。用于設(shè)定提供給偏移補償電路171的偏移量的偏移設(shè)定裝置包括一個偏移設(shè)定裝置173，用于在第一信息層2的聚焦操作結(jié)束時設(shè)定一個偏移量；以及一個偏移設(shè)定裝置174，用于在第二信息層4的聚焦操作結(jié)束時設(shè)定一個偏移量。一個偏移選擇器175響應(yīng)層選擇系統(tǒng)117(見圖11)的輸出117s，發(fā)送偏移設(shè)定裝置173或是偏移設(shè)定裝置174之一的偏移量。
另一方面，跟蹤操作電路172接收由偏移補償電路171發(fā)送的信號171s，并且發(fā)送一個跟蹤控制信號127s，使信號171s變?yōu)榱?，從而操作音頻線圈125。在執(zhí)行跟蹤操作時用于設(shè)定增益的增益設(shè)定裝置包括一個增益設(shè)定裝置176，用于設(shè)定針對第一信息層2的增益；以及一個增益設(shè)定裝置177，用于設(shè)定針對第二信息層4的增益。一個增益選擇裝置178響應(yīng)層選擇系統(tǒng)117的輸出117s，發(fā)送來自增益設(shè)定裝置176或是增益設(shè)定裝置177的一個信號。利用上述結(jié)構(gòu)可以相對于兩個信息層設(shè)定最佳的跟蹤狀態(tài)。
在本實施例的結(jié)構(gòu)中，盡管形成在第一基片1上的信息槽從光束入射的位置上看具有凸面的形狀，但是并不僅限于這種結(jié)構(gòu)。從光束入射的位置上看，信息槽也可以具有凹面的形狀。在這種情況下，第二基片3上的信息槽的方向被翻轉(zhuǎn)，從而使記錄介質(zhì)能獲得與本實施例所獲得的效果類似的效果。
以下要說明信息記錄介質(zhì)的具體結(jié)構(gòu)。
例1以下要說明圖1所示的光學(xué)信息記錄介質(zhì)的制作方法以及光學(xué)信息記錄介質(zhì)的記錄和重現(xiàn)操作方式。
采用聚碳酸酯樹脂形成第一和第二基片1和3，并且使用表面上包括信息槽的一個模具來執(zhí)行注塑成型，這樣就制成了第一和第二基片1和3。第一基片1的直徑是120mm，厚度是1.2mm，并且在其表面上包括按以下方式布置的信息槽，最短的槽長度是0.83μm，槽深是100nm，跟蹤間隔是1.6μm。由形成的槽列構(gòu)成的信息槽符合EFM編碼。在第一基片1上用濺射方法形成厚度為10nm的Au層，從而形成第一信息層2。
第二基片3的直徑和厚度與第一基片1相同，第二基片3具有與第一基片1相同形式的信息槽。為了在粘接之后使第一和第二基片1和3從光束7的入射位置上看具有相同的螺旋方向，從第二基片3的信息槽表面上看，突起和槽列的螺旋方向與第一基片1是相反的。用濺射方法形成厚度為10nm的Au層，從而形成第二信息層4。如果從信息槽所在的位置上看，第一和第二基片1和3的信息槽是凹面形的。
第一基片1被固定在圖6所示的粘接裝置的基片支撐部件72上，然后用樹脂供應(yīng)噴嘴64在第一信息層2的上表面上提供丙烯酸類的紫外線固化樹脂材料80。把第二基片3置于粘接裝置的基座支撐部件66a上。然后操作提升部件63，使上部支撐部件61向下移動，使其接觸到墊片79。在從上方對第二基片3施加5kg負(fù)載的狀態(tài)下用光源(紫外線燈)81發(fā)射的光照射第二基片3。這樣就能使樹脂材料80固化，在第一信息層2和第二信息層4之間形成厚度為d5的分隔層5。
在執(zhí)行粘接之前預(yù)先測量各個基片的內(nèi)側(cè)部位、中間部位及外側(cè)部位的厚度，以便在粘接之后計算出各部分的差別。這樣就獲得了厚度為d5的分隔層5。這樣，在各個測量位置上，分隔層5厚度的平均值是65μm，精度為±8μm以下。第一信息層2對780nm波長的反射率是27.5％，第二信息層4對780nm波長的反射率是91.6％。信息層之間偏心度的等級是40μm。
光學(xué)系統(tǒng)具有一個發(fā)射780nm波長的光的光源、一個適合1.2mm基座最佳厚度的物鏡和一個0.5的數(shù)值孔徑(NA)，用這一光學(xué)系統(tǒng)從上述記錄介質(zhì)上重現(xiàn)信息。采用刀口方法執(zhí)行聚焦，同時采用推拉方法執(zhí)行跟蹤。聚焦是由圖13所示的光電檢測器146執(zhí)行的，它具有分成四部分的光接收面，在拉入操作和伺服操作之間切換光電檢測器146的光接收面，從而獲得一個聚焦誤差信號。用于重現(xiàn)信號的重現(xiàn)光束具有1mW的功率。其結(jié)果確實可以相對于第一和第二信息層2和4執(zhí)行穩(wěn)定的聚焦操作，并且穩(wěn)定地執(zhí)行聚焦跳躍。值得注意的是，在信息層之間要切換跟蹤信號的極性。在從第一和第二信息層2和4上獲得的重現(xiàn)信號中可以觀察到良好的視覺圖像。對兩個信號的抖動進行測量，獲得了很好的結(jié)果，第一信息層2的信號抖動相對于檢測窗口寬度的標(biāo)準(zhǔn)偏差是8.4％，而第二信息層4的信號抖動標(biāo)準(zhǔn)偏差是8.7％。
然后使所得的記錄介質(zhì)承受濕熱的環(huán)境，溫度是80℃，相對濕度是80％，持續(xù)100小時后執(zhí)行對比實驗。對信號進行類似評估，其結(jié)果是，阻止了形狀的變化，可以穩(wěn)定地重現(xiàn)，并且在不考慮變化時可以獲得良好的抖動測量結(jié)果。
因此，本發(fā)明的方法是一種制作多信息層記錄介質(zhì)的有效方法。
例2以下要說明一種能夠形成更高密度信息的記錄介質(zhì)的結(jié)構(gòu)。與例1類似，采用聚碳酸酯樹脂形成第一和第二基片1和3，并且使用表面上包括信息槽的一個模具來執(zhí)行注塑成型，這樣就制成了第一和第二基片1和3。第一基片1的厚度是0.58mm，并且在其表面上包括按以下方式布置的信息槽，最短的槽長度是0.5μm，槽深是90nm，軌距是0.8μm。在第一基片1上用濺射方法形成厚度為11nm的Au層，從而形成第一信息層2。
第二基片3的厚度與第一基片1相同，第二基片3具有與第一基片1相同形式的信息槽。為了在粘接之后使第一和第二基片1和3從靠近光源的位置上看具有相同的螺旋方向，從第二基片3的信息槽表面上看，突起和槽列的螺旋方向與第一基片1是相反的。用濺射方法形成厚度為10nm的Au層，從而形成第二信息層4。為了在第二信息層4形成之后使其主反射面上槽的形狀與第一基片1相同，在第二基片3的表面上形成的槽中間，槽的最短長度被確定為0.6μm。然而，槽的間隔和軌距與第一基片1是相同的。
第一基片1被固定在圖6所示的粘接裝置的基片支撐部件72上，然后用樹脂供應(yīng)噴嘴64在第一信息層2的上表面上提供丙烯酸類的紫外線固化樹脂材料80。把第二基片3置于粘接裝置的基座支撐部件66a上。然后操作提升部件63，使上部支撐部件61向下移動，使其接觸到墊片79。在從上方對第二基片3施加8kg負(fù)載的狀態(tài)下用光源(紫外線燈)81發(fā)射的光照射第二基片3。這樣就能使樹脂材料80固化，在第一信息層2和第二信息層4之間形成厚度為d5的分隔層5。
在執(zhí)行粘接之前，預(yù)先測量各個基片的內(nèi)側(cè)部位、中間部位及外側(cè)部位的厚度，以便在粘接之后計算出各部分的差別。這樣就獲得了厚度為d5的分隔層5。結(jié)果，在各個測量位置上，分隔層5厚度的平均值是52μm，精度為±5μm以下。第一信息層2對680nm波長的反射率是28.2％，第二信息層4對680nm波長的反射率是89.6％。信息層之間偏心度的等級是35μm。
光學(xué)系統(tǒng)具有一個光源，用于發(fā)射680nm波長的光，一個適合0.6mm最佳基座厚度的物鏡，和一個0.6的數(shù)值孔徑(NA)。采用與例1中相同的伺服方法。其結(jié)果確實可以相對于第一和第二信息層2和4執(zhí)行穩(wěn)定的聚焦操作，并且穩(wěn)定地執(zhí)行信息層之間的聚焦跳躍。值得注意的是，在信息層之間要切換跟蹤信號的極性。在從第一和第二信息層2和4上獲得的重現(xiàn)信號中可以觀察到良好的視覺圖像。對兩個信號的抖動進行測量，獲得了很好的結(jié)果，第一信息層2的情況下，相對于檢測窗口寬度的標(biāo)準(zhǔn)偏差是7.6％，而第二信息層4的情況下，標(biāo)準(zhǔn)偏差是8.0％。
然后使所得的記錄介質(zhì)承受濕熱的環(huán)境，溫度是80℃，相對濕度是80％，持續(xù)100小時后執(zhí)行對比實驗。對信號進行對比計算。其結(jié)果是，阻止了形狀的變化，可以穩(wěn)定地重現(xiàn)，并且在不考慮變化時可以獲得良好的抖動測量結(jié)果。
例3以下要說明圖5中所示的具有四個信息層的一例記錄介質(zhì)。與例1類似，采用聚碳酸酯樹脂形成第一到第四基片58，60，63和65，并且使用表面上包括信息槽的一個模具來進行注塑成型，這樣就制成了第一至第四基片58，60，63和65。第一和第三基片各自的厚度是0.58mm，并且在其表面上包括按以下方式布置的信息槽，最短的槽長度是0.5μm，槽深是90nm，軌距是0.8μm。在第一和第三基片58和63上分別用濺射方法形成厚度為11nm的Au層，從而形成第一和第三信息層59和64。
第二和第四基片60和65的厚度都是0.4mm，這一厚度比第一和第三基片58和63的厚度小，以便降低粘接之后的記錄介質(zhì)的整體厚度。第二和第四基片60和65各自的表面上具有與第一和第三基片58和63相同形狀的信息槽。為了在粘接之后使第一和第三基片58和63與第二和第四基片60和65從靠近光源的位置上看具有相同的螺旋方向，第二和第四基片60和65的信息槽列的螺旋方向與第一和第三基片58和63是相反的。在第二和第四基片60和65上用濺射方法形成厚度為10nm的Au薄膜，從而形成第二和第四信息層61和66。為了在第二和第四信息層61和66形成之后使其主反射面上槽的形狀與第一和第三基片58和63相同，在第二和第四基片60和65的表面上形成的槽中間，槽的最短長度被確定為0.6μm。
第一基片58被固定在圖6所示的粘接裝置的基片支撐部件72上。用樹脂供應(yīng)噴嘴64在第一信息層59的上表面上提供丙烯酸類的紫外線固化樹脂材料80。把第二基片60置于粘接裝置的基座支撐部件66a上。然后操作提升部件63，使上部支撐部件61向下移動，使其接觸到墊片79。在從上方對第二基片60施加8kg負(fù)載的狀態(tài)下用光源(紫外線燈)81發(fā)射的光照射第二基片3，從而使樹脂材料80固化。這樣就在第一信息層59和第二信息層61之間形成了第一分隔層62。把第三基片63固定在粘接裝置的基片支撐部件72上。然后用樹脂供應(yīng)噴嘴64在第三信息層64的上表面上提供丙烯酸類的紫外線固化樹脂材料80。把第四基片65置于粘接裝置的基座支撐部件66a上。然后操作提升部件63，使上部支撐部件61向下移動，使其接觸到墊片79。在從上方對第四基片65施加8kg負(fù)載的狀態(tài)下用光源(紫外線燈)81發(fā)射的光照射第二基片3，從而使樹脂材料80固化。這樣就在第三信息層64和第四信息層66之間形成了第二分隔層67。
在執(zhí)行粘接之前分別測量內(nèi)側(cè)部位、中間部位及外側(cè)部位的厚度，以便在粘接之后計算出各部分的差別。這樣就獲得了第一和第二分隔層62和67的厚度，第一和第二分隔層62和67的平均厚度分別為50μm和53μm。在各個測量位置上的精度在±7μm之內(nèi)。在這種情況下，第一和第三信息層59和64各自對680nm波長的反射率是28.5％，第二和第四信息層61和66對680nm波長的反射率是88.7％。各自具有兩個信息層的第一和第二介質(zhì)101和103之間偏心度的等級具有理想的數(shù)值，分別是30μm和28μm。然后，把第一介質(zhì)101固定在粘接裝置的基片支撐部件72上。用樹脂供應(yīng)噴嘴64在第一介質(zhì)的第二基片60的上表面上提供丙烯酸類的紫外線固化樹脂材料105。把第二介質(zhì)103置于粘接裝置的基座支撐部件66a上。然后操作提升部件63，使上部支撐部件61向下移動，使其接觸到墊片79。在從上方對第二介質(zhì)103施加10kg負(fù)載的狀態(tài)下用光源81發(fā)射的增強光束106照射第二介質(zhì)103，從而使樹脂材料105固化。這樣就通過粘接層68把第一介質(zhì)101和第二介質(zhì)103粘在了一起。
從這種記錄介質(zhì)上重現(xiàn)信息的光學(xué)系統(tǒng)和伺服方法與例2中采用的方式類似。在從第一和第三基片58和63的一個表面上的兩個信息層執(zhí)行重現(xiàn)時，其結(jié)果確實可以實現(xiàn)穩(wěn)定的聚焦操作。另外，信息層之間的聚焦跳躍也可以穩(wěn)定地執(zhí)行。在來自任一信息層的重現(xiàn)信號中可以觀察到良好的視覺圖像。對第一至第四信息層59，61，64和66各自的抖動進行測量，獲得了很好的結(jié)果，相對于檢測窗口寬度的標(biāo)準(zhǔn)偏差非常理想，分別是7.9％。8.3％、7.9％和8.2％。
然后使這一記錄介質(zhì)承受濕熱的環(huán)境，溫度是80℃，相對濕度是80％，持續(xù)100小時后執(zhí)行對比實驗。對信號進行對比計算。其結(jié)果是，阻止了形狀的變化，可以穩(wěn)定地重現(xiàn)信息，并且在不考慮變化時可以測得良好的抖動測量結(jié)果。
例4
以下要說明圖18所示光學(xué)信息記錄介質(zhì)的具體結(jié)構(gòu)和記錄及重現(xiàn)操作方式。
第一基片31是用聚碳酸脂樹脂制成的，并且在其表面上具有按照EFM調(diào)制的對應(yīng)信息信號的信息槽。第一基片31的厚度d1是0.58mm，直徑是120mm。形成在第一基片31表面上的信息槽是按以下方式布置的，即最短的槽長度是0.44μm，槽深是90nm，軌距是0.74μm。在第一基片31表面上用濺射方法形成厚度為40nm的ZnS層，構(gòu)成第一信息層32。
第二基片33是用聚碳酸脂樹脂制成的，并且在其表面上具有用于跟蹤光束的導(dǎo)槽。第二基片33的厚度d1是0.58mm，直徑是120mm。形成在其表面上的導(dǎo)槽的間隔是1.48μm，導(dǎo)槽寬度是其間隔的一半，并且深度是70nm。在第二基片33表面上形成按順序疊加的用Al制成的反射層180、ZnS-SiO2介電材料層181、Ge-Sb-Te記錄薄膜層182，以及ZnS-SiO2介電材料層183。這樣就構(gòu)成了第二信息層34。
把第一基片31固定在圖6所示粘接裝置的基片支撐部件72上。用樹脂供應(yīng)噴嘴64在第一信息層32的上表面上提供紫外線固化型樹脂材料80。把第二基片33置于粘接裝置的基座支撐部件66a上。然后操作提升部件63，使上部支撐部件61向下移動，使其接觸到墊片79。在從上方對第二基片33施加負(fù)載的狀態(tài)下用光源(紫外線燈)81發(fā)射的光照射第二基片33。這樣就能使樹脂材料80固化，在第一信息層32和第二信息層34之間形成分隔層35。分隔層35的平均厚度是40μm，在各個測量位置上的精度處于±8μm之內(nèi)。值得注意的是，第一基片31的厚度d1是0.6mm，這是用于會聚光束7的物鏡基座的最佳厚度。這種結(jié)構(gòu)是按照以下的方式確定的，使最佳點處在分隔層35的中心位置。在上述情況下，第一信息層32對680nm波長的反射率是10％，而第二信息層34對680nm波長的反射率是17％。
用一個光學(xué)系統(tǒng)對上述記錄介質(zhì)的記錄和重現(xiàn)信息進行測定，光學(xué)系統(tǒng)包括用于發(fā)射680nm波長光束的光源以及具有適合最佳基座厚度0.6mm的0.6數(shù)值孔徑(NA)的一個物鏡，測定是按照6m/s的線速度執(zhí)行的。在測定信號時，重現(xiàn)光束的功率是1mW。這樣就可以相對于第一和第二信息層32和34穩(wěn)定地執(zhí)行聚焦操作。另外，信息層之間的聚焦跳躍也可以穩(wěn)定地執(zhí)行。在跟蹤方法方面，對第一信息層32使用適合重現(xiàn)窄軌距的信息槽的相位差方法，對第二信息層34使用適合導(dǎo)槽的推拉方法。在來自第一信息層32的重現(xiàn)信號中可以觀察到良好的視覺圖像。對各個標(biāo)記的抖動進行測量的結(jié)果是，相對于用于8.4％編碼信號的檢測窗口寬度可以獲得標(biāo)準(zhǔn)的偏差。
最短標(biāo)記長度為0.6μm的EFM信號被記錄在第二信息層34上的臺部和槽部。從采用5mW的記錄功率與10mW的刪除功率之間進行調(diào)制的光照射的結(jié)果來看，可以觀察到良好的視覺圖像。最長標(biāo)記11T的幅值與從第一信息層32獲得的幅值相似。對抖動進行的測量獲得了良好的結(jié)果，在臺部測得的值是9.7％，在槽部測得的值是9.5％。上述信息信號可以反復(fù)地重寫。值得注意的是，從基片內(nèi)部到外部觀察到的上述特性是相等的。
在一項實驗中，使這一記錄介質(zhì)承受濕熱的環(huán)境，溫度是80℃，相對濕度是80％，持續(xù)100小時后執(zhí)行對比測定。其結(jié)果是，阻止了形狀的變化，可以穩(wěn)定地重現(xiàn)信息，并且在不考慮變化時可以測得良好的抖動測量結(jié)果。
因此可以說，上述方法是一種制作多信息層記錄介質(zhì)的有效方法。
例5以下要說明圖19所示光學(xué)信息記錄介質(zhì)的具體結(jié)構(gòu)以及在其上記錄和重現(xiàn)信息的操作方式。
第一基片31是用聚碳酸脂樹脂制成的，并且在其表面上具有按照EFM調(diào)制的對應(yīng)信息信號的信息槽。第一基片31的厚度d1是0.58mm，直徑是120mm。形成在第一基片31表面上的信息槽是按以下方式布置的，即最短的槽長度是0.44μm，槽深是90nm，軌距是0.74μm。在第一基片31表面上按順序用濺射方法形成厚度為40nm的ZnS-SiO2介電材料層194，厚度為30nm的SiO2介電層，以及厚度為140nm的ZnS-SiO2介電材料層196。這樣就構(gòu)成了第一信息層32。
第二基片33是用聚碳酸脂樹脂制成的，并且具有用于跟蹤光束的導(dǎo)槽。第二基片33的厚度d1是0.58mm，直徑是120mm。形成在第二基片33表面上的導(dǎo)槽的間隔是1.1μm，并且導(dǎo)槽深度是50nm。在第二基片33表面上形成按順序疊加的用Au制成的厚度為50nm的反射層198，厚度為50nm的ZnS-SiO2介電材料層198，厚度為10nm的Ge-Sb-Te記錄薄膜層199，厚度為20nm的ZnS-SiO2介電材料層200，以及用Au制成的厚度為14nm的半透明反射層201。這樣就構(gòu)成了第二信息層34。
把第一基片31固定在圖6所示粘接裝置的基片支撐部件72上。用樹脂供應(yīng)噴嘴64在第一信息層32的上表面上提供紫外線固化型樹脂材料80。把第二基片33置于粘接裝置的基座支撐部件66a上。然后操作提升部件63，使上部支撐部件61向下移動，使其接觸到墊片79。在從上方對第二基片33施加負(fù)載的狀態(tài)下用光源(紫外線燈)81發(fā)射的光照射第二基片33。這樣就能使樹脂材料80固化，在第一信息層32和第二信息層34之間形成分隔層35。分隔層35的平均厚度是43μm，在各個測量位置上的精度處于±9μm之內(nèi)。值得注意的是，各個基片的厚度是0.58mm。用于會聚光束7的物鏡6適合基座的最佳厚度0.6mm。這種結(jié)構(gòu)是按照以下的方式確定的，使最佳點處在分隔層35的中心位置。在上述情況下，第一信息層32對680nm波長的反射率是17％，而第二信息層34對680nm波長的反射率是45％。
用一個光學(xué)系統(tǒng)對上述記錄介質(zhì)的記錄和重現(xiàn)信息進行測定，光學(xué)系統(tǒng)包括用于發(fā)射680nm波長光束的光源以及具有適合最佳基座厚度0.6mm的0.6數(shù)值孔徑(NA)的一個物鏡，測定是按照1.3m/s的線速度執(zhí)行的。在測定信號時，重現(xiàn)光束的功率是1mW。這樣就可以相對于第一和第二信息層32和34穩(wěn)定地執(zhí)行聚焦操作。另外，信息層之間的聚焦跳躍也可以穩(wěn)定地執(zhí)行。在跟蹤方法方面，對第一信息層32使用相位差方法，對第二信息層34使用推拉方法。在來自第一信息層32的重現(xiàn)信號中可以觀察到良好的視覺圖像。對各個標(biāo)記的抖動進行測量的結(jié)果是，相對于用于8.1％編碼信號的檢測窗口寬度可以獲得標(biāo)準(zhǔn)的偏差。
最短標(biāo)記長度為0.6μm的EFM信號被記錄在第二信息層34上的臺部和槽部。從采用19mW的記錄功率與9mW的刪除功率之間進行調(diào)制的光照射的結(jié)果來看，可以觀察到良好的視覺圖像。最長標(biāo)記11T的幅值與從第一信息層32獲得的幅值相似。測得的抖動結(jié)果是8.3％。上述信息信號可以反復(fù)地重寫。值得注意的是，從基片內(nèi)部到外部觀察到的上述特性是相等的。
在一項實驗中，使這一記錄介質(zhì)承受濕熱的環(huán)境，溫度是80℃，相對濕度是80％，持續(xù)100小時后對信號執(zhí)行對比測定。其結(jié)果是，阻止了形狀的變化，可以穩(wěn)定地重現(xiàn)信息，并且在不考慮變化時可以測得良好的抖動測量結(jié)果。
例6以下要說明圖20所示光學(xué)信息記錄介質(zhì)的具體結(jié)構(gòu)以及在其上記錄和重現(xiàn)信息的操作方式。
第一基片41是用聚碳酸脂樹脂制成的，并且在其表面上具有用于跟蹤光束的導(dǎo)槽。第一基片41的厚度是0.58mm，直徑是120mm。形成在第一基片41表面上的導(dǎo)槽的間隔是1.48μm，槽的寬度是軌距的一半，槽的深度是0.50nm。在第一基片41表面上按順序用濺射方法形成厚度為110nm的ZnS-SiO2介電材料層201，厚度為10nm的Ge2Sb2Te5記錄薄膜層202，以及厚度為80nm的ZnS-SiO2介電材料層203。這樣就構(gòu)成了可反復(fù)寫入的第一信息層42。
第二基片43是用聚碳酸脂樹脂制成的，并且在其表面上具有用于跟蹤光束的導(dǎo)槽。第二基片43的厚度是0.58mm，直徑是120mm。形成在第二基片43表面上的導(dǎo)槽的間隔是1.48μm，槽的寬度是軌距的一半，并且導(dǎo)槽深度是50nm。在第二基片43表面上形成按順序疊加的用Al制成的厚度為100nm的反射層204，厚度為18nm的ZnS-SiO2介電材料層205，厚度為25nm的Ge2Sb2Te5記錄薄膜層206，以及厚度為110nm的ZnS-SiO2介電材料層207。這樣就構(gòu)成了第二信息層34。
把第一基片41固定在圖6所示粘接裝置的基片支撐部件72上。用樹脂供應(yīng)噴嘴64在第一信息層42的上表面上提供紫外線固化型樹脂材料80。把第二基片43置于粘接裝置的基座支撐部件66a上。操作提升部件63，使上部支撐部件61向下移動，使其接觸到墊片79。在從上方對第二基片43施加負(fù)載的狀態(tài)下用光源(紫外線燈)81發(fā)射的光照射第二基片33。這樣就能使樹脂材料80固化，在第一信息層42和第二信息層44之間形成分隔層45。分隔層45的平均厚度是40μm，在各個測量位置上的精度處于±7μm之內(nèi)。值得注意的是，第一基片41的厚度d1采用0.6mm，這一厚度是用于會聚光束7的物鏡6的最佳基座厚度。確定一個位移，使最佳點處在分隔層45的中心位置。在非記錄狀態(tài)下，第一信息層42的反射率是19％，透射率是40％，而第二信息層44的反射率是17％。
用一個光學(xué)系統(tǒng)對上述記錄介質(zhì)的記錄和重現(xiàn)信息進行測定，光學(xué)系統(tǒng)包括用于發(fā)射680nm波長光束的光源以及具有適合最佳基座厚度0.6mm的0.6數(shù)值孔徑(NA)的一個物鏡，測定是按照6m/s的線速度執(zhí)行的。在測定信號時，重現(xiàn)光束的功率是1mW。這樣就可以相對于第一和第二信息層42和44穩(wěn)定地執(zhí)行聚焦操作。另外，信息層之間的聚焦跳躍也可以穩(wěn)定地執(zhí)行。
最短標(biāo)記長度為0.6μm的EFM信號被記錄在第一信息層42的導(dǎo)槽的臺部和槽部。在采用14mW記錄功率時，可以觀察到良好的視覺圖像。最長標(biāo)記11T的幅值與從第一信息層42獲得的幅值相似。測得的抖動結(jié)果具有良好的數(shù)值，在臺部是10.8％，在槽部是11.3％。
最短標(biāo)記長度為0.6μm的EFM信號被記錄在第二信息層44的導(dǎo)槽的臺部和槽部。在采用18mW記錄功率時，可以觀察到良好的視覺圖像。測得的抖動結(jié)果在臺部是11.7％，在槽部是12.1％，這些數(shù)值低于重寫信息的參考值13％。因此可以確信能夠滿意地重現(xiàn)。
在一項實驗中，使這一記錄介質(zhì)承受濕熱的環(huán)境，溫度是80℃，相對濕度是80％，持續(xù)100小時后對信號執(zhí)行對比測定。其結(jié)果是，阻止了形狀的變化，可以穩(wěn)定地重現(xiàn)信息，并且在不考慮變化時可以測得良好的抖動測量結(jié)果。
因此可以說，本發(fā)明的方法是一種制作多信息層記錄介質(zhì)的有效方法。
權(quán)利要求
1.一種利用單側(cè)光束的照射可重現(xiàn)來自兩個信息層的信息信號的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其特征在于，包括第一基片，在其一側(cè)的表面上設(shè)有槽或?qū)Р?；第一信息層，形成在上述第一基片的表面上并且對上述光束具有預(yù)定透射率；第二基片，在其一側(cè)的表面上設(shè)有槽或?qū)Р?；第二信息層，形成在上述第二基片的表面上并且對上述光束具有預(yù)定反射率；設(shè)在上述第一信息層和上述第二信息層之間的相對于上述光束透明的分隔層，以及其中形成在上述第一基片上的上述槽的寬度和形成在上述第二基片上的上述槽的寬度不同。
2.按照權(quán)利要求1的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其特征是設(shè)在上述第二基片上的上述槽的寬度大于設(shè)在上述第一基片上的上述槽的寬度。
3.一種利用單側(cè)光束的照射可重現(xiàn)來自兩個信息層的信息信號的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其特征在于，包括第一基片，在其一側(cè)的表面上設(shè)有槽或?qū)Р?；第一信息層，形成在上述第一基片的表面上并且對上述光束具有預(yù)定透射率；第二基片，在其一側(cè)的表面上設(shè)有槽或?qū)Р郏坏诙畔?，形成在上述第二基片的表面上并且對上述光束具有預(yù)定反射率；設(shè)在上述第一信息層和上述第二信息層之間的相對于上述光束透明的分隔層，以及其中形成在上述第一基片上的上述導(dǎo)槽的寬度和形成在上述第二基片上的上述導(dǎo)槽的寬度不同。
4.按照權(quán)利要求3的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其特征是形成在第二基片上的上述導(dǎo)槽的寬度大于形成在上述第一基片上的上述導(dǎo)槽的寬度。
5.按照權(quán)利要求3的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其特征是形成在上述第一基片上的上述采樣槽或上述導(dǎo)槽的磁道間距大于形成在上述第二基片上的上述采樣槽或上述導(dǎo)槽的磁道間距。
6.按照權(quán)利要求1的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其特征是在第一和第二基片的表面上形成信息槽或采樣槽，并且，如果從光束的入射一側(cè)來看，上述第一和第二基片之間的上述信息槽的方向是彼此相反的。
7.按照權(quán)利要求1的光學(xué)信息記錄介質(zhì)，其特征是形成在上述第一和第二基片表面上的上述信息槽、上述導(dǎo)槽、或者上述采樣槽是以上述第一和第二基片的中心部為中心而呈螺旋形分布的，并且，如果從光束的入射一側(cè)來看，上述第一基片上的上述螺旋形狀與上述第二基片上的上述螺旋形狀是相同的。
8.一種制造光學(xué)信息記錄介質(zhì)的裝置包括第一基片支撐部件，用于支撐第一基片；面對上述第一基片支撐部件設(shè)置的第二基片支撐部件，用于支撐第二基片；一個涂層部件，用于在上述第一基片或上述第二基片的頂面上涂樹脂層；設(shè)在一個平面上的墊片，上述第一基片支撐部件和上述第二基片支撐部件在該平面上彼此面對，該墊片設(shè)置在上述第一和第二基片的外側(cè)；以及一個加壓部件，用于升降上述第一基片支撐部件或上述第二基片支撐部件，并且對上述第一和第二基片加壓。
9.按照權(quán)利要求8的制造光學(xué)信息記錄介質(zhì)的裝置，其特征是還包括一個光源，它面對著接觸上述第一基片的上述第一基片支撐部件的一個表面設(shè)置，其中制造上述第一基片支撐部件所用的材料允許上述光源發(fā)射的一部分光透射。
10.按照權(quán)利要求8的制造光學(xué)信息記錄介質(zhì)的裝置，其特征是上述第一和第二基片各自在其中心部具有一個中心開口，并在其一表面上具有同心圓或螺旋形的信息槽列或?qū)Р?，并且為至少一個上述第一基片支撐部件和上述第二基片支撐部件提供一個中心位置校正部件，用于使上述第一基片和上述第二基片的上述信息槽列或?qū)Р鄣闹行妮S線大體一致。
11.按照權(quán)利要求8的制造光學(xué)信息記錄介質(zhì)的裝置，其特征是進一步包括分別設(shè)在上述第一和第二基片支撐部件中心軸線上的第一和第二軸部件；以及各自具有一個錐部的第一和第二內(nèi)部導(dǎo)向部件，該錐部的一端大于上述基片的上述中心開口，而另一端小于上述基片的上述中心開口，上述第一和第二內(nèi)部導(dǎo)向部件可以沿著上述第一和第二軸部件移動。
12.按照權(quán)利要求11的制造光學(xué)信息記錄介質(zhì)的裝置，其特征是在上述第一軸部件和上述第二軸部件之一的前端設(shè)有一個突起的錐形部件，并且在另一軸部件的前端設(shè)有一個凹形的錐部。
全文摘要
在具有至少兩個信息層的光學(xué)信息記錄介質(zhì)中，在第一基片(1)的一個表面上設(shè)有用于跟蹤的導(dǎo)槽，或?qū)?yīng)信息信號的采樣槽或是信息槽。用薄膜構(gòu)成的第一信息層(2)被設(shè)在第二基片(3)的一個表面上，用于反射入射到第一基片(1)上的一部分光束(7)，并且允許一部分光束(7)穿透。用于跟蹤的導(dǎo)槽或?qū)?yīng)信息信號的信息槽被設(shè)在第二基片(3)的一個表面上。在第二基片(3)的一個表面上設(shè)有第二信息層(4)，其反射率比第一信息層(2)高。在第一信息層(2)與第二信息層(4)之間設(shè)有透明的分隔層(5)，用于把第一信息層(2)和第二信息層(4)按照彼此分開的預(yù)定距離定位。
文檔編號B29C65/48GK1555055SQ20041006349
公開日2004年12月15日 申請日期1996年4月8日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月7日
發(fā)明者西內(nèi)健一, 長田憲一, 赤平信夫, 一, 夫 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社